Este es probablemente el \u00fanico invento que haremos en Moser Lab, as\u00ed que ser\u00e1 mejor que sea uno bueno, dice Edvard Moser, premio Nobel y codirector de Kavli Instituto de Neurociencia de Sistemas de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnolog\u00eda (NTNU) . Aqu\u00ed con el investigador de Kavli Weijian Zong, quien dirigi\u00f3 el proyecto de desarrollo, y May-Britt Moser, con quien codirige el instituto y comparte el Premio Nobel de Fisiolog\u00eda y Medicina. Cr\u00e9dito: Kavli Institute for Systems Neuroscience\/NTNU <\/p>\n
\u00abNuestro sue\u00f1o era inventar una ventana al cerebro, para que pudi\u00e9ramos ver lo que sucede adentro cuando pensamos, planificamos, sentimos y recordamos\u00bb, dice la profesora May-Britt. Moser, describiendo conversaciones que ella y su antiguo colaborador, el profesor Edvard Moser, tuvieron como j\u00f3venes estudiantes de psicolog\u00eda a principios de la d\u00e9cada de 1990. Moser es directora fundadora del Centro de Computaci\u00f3n Neural y codirectora del KavliInstitute for Systems Neuroscience en la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), y premio Nobel, comparti\u00f3 con su socio de investigaci\u00f3n, Edvard Moser, codirector del Kavli Institute for Neurociencia de Sistemas. <\/p>\n
Hoy, Leif Erikson the Mouse es el primer paso en la realizaci\u00f3n de ese sue\u00f1o. El rat\u00f3n est\u00e1 equipado con una ventana en su cabeza. En la parte superior de la ventana hay 2,4 gramos de pura innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica. El \u00abMini2P\u00bb port\u00e1til quiz\u00e1s se pueda describir mejor como un peque\u00f1o observatorio cortical, que registra im\u00e1genes en vivo de paisajes neuronales como nunca antes se hab\u00eda visto.<\/p>\n
Informando en vivo desde el cerebro<\/p>\n
Dentro del cerebro de Leif Erikson the Mouse, miles de neuronas trabajan juntas para resolver una tarea muy espec\u00edfica. Esta actividad es visible ya que algunas c\u00e9lulas comienzan a encenderse. Poco despu\u00e9s, se encienden otras c\u00e9lulas.<\/p>\n
El Mini2P puede grabar en vivo desde el \u00e1rea del cerebro responsable de las habilidades de navegaci\u00f3n de Leif. Las c\u00e9lulas cerebrales parpadeantes que los investigadores ven en la pantalla, al mismo tiempo, permiten que el rat\u00f3n encuentre su camino a trav\u00e9s del suelo, suba una torre para escalar, hasta el techo de la torre, donde le esperan deliciosas galletas de crema de vainilla.<\/p>\n
\u201cSi queremos entender el comportamiento complejo, el animal debe tener la libertad de moverse y comportarse de una manera que le sea natural\u201d, dice Edvard Moser. \u00abMini2P es la primera herramienta que nos permite estudiar la actividad de la red neuronal a alta resoluci\u00f3n en animales que se comportan naturalmente\u00bb.<\/p>\n
Los grandes inventos vienen en paquetes peque\u00f1os<\/p>\n
Los mecanismos b\u00e1sicos de Mini2P son no muy diferente de un microscopio de luz, o el ojo humano para el caso. La unidad m\u00e1s peque\u00f1a de luz se llama fot\u00f3n. Mini2P utiliza dos y dos peque\u00f1os haces de luz de un l\u00e1ser para excitar y registrar las neuronas con precisi\u00f3n, en alta resoluci\u00f3n.<\/p>\n
\u00abAl desarrollar el Mini2P, seguimos dos reglas en las que no est\u00e1bamos dispuestos a ceder, \u00bb dice Weijian Zong. Zong es el primer autor de un nuevo art\u00edculo que describe la tecnolog\u00eda y es investigador en el Instituto Kavli.<\/p>\n
\u00abLa primera regla era que cualquier mejora en el equipo no deb\u00eda afectar el comportamiento natural del animal. Entonces, sab\u00eda que ten\u00edamos que perder peso para que el microscopio y su cable fueran lo m\u00e1s ligeros y flexibles posible\u00bb, dijo. \u00abLa segunda regla era que no debemos comprometer el rendimiento del microscopio. Si queremos que los investigadores inviertan tiempo en una nueva herramienta, las caracter\u00edsticas del miniscopio deben funcionar significativamente mejor que sus predecesores\u00bb.<\/p>\n
Una de varias brillantemente caracter\u00edsticas de ingenier\u00eda del Mini2P es una peque\u00f1a lente ajustable el\u00e9ctricamente. Mediante el uso de voltaje est\u00e1tico, Zong pudo manipular la curvatura de la lente sin provocar un aumento de la temperatura. Cambiar la curvatura de la lente activar\u00e1 Mini2P para cambiar el plano focal entre la superficie y las capas celulares m\u00e1s profundas de la corteza, lo que tambi\u00e9n permitir\u00e1 grabaciones de estructuras tridimensionales del tejido cerebral.<\/p>\n
Un gen tomado de las medusas hace que las c\u00e9lulas cerebrales brillen cuando conversan entre ellos.<\/p>\n
La bioluminiscencia permite a los investigadores ver exactamente qu\u00e9 c\u00e9lulas participan en diferentes segmentos de la conversaci\u00f3n. Tambi\u00e9n pueden ver c\u00f3mo la conversaci\u00f3n neuronal da lugar a ideas que luego el rat\u00f3n representa \u00aben el mundo exterior\u00bb.<\/p>\n
Mini2P permite a los investigadores ver lo que sucede en el cerebro de un rat\u00f3n mientras explora libremente su entorno. Cr\u00e9dito: Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas\/Berre <\/p>\n
Los investigadores tambi\u00e9n pueden codificar con colores las c\u00e9lulas cerebrales seg\u00fan los genes que expresan y las \u00e1reas cerebrales con las que se comunican. Esto permite a los investigadores saber qu\u00e9 tipos de c\u00e9lulas cerebrales deben colaborar para generar diferentes capacidades cognitivas.<\/p>\n
Mini2P registra simult\u00e1neamente miles de c\u00e9lulas cerebrales. Puede seguir las mismas c\u00e9lulas cerebrales durante m\u00e1s de un mes y mantenerlas enfocadas incluso a trav\u00e9s de las actividades m\u00e1s vigorosas, como saltos repetidos desde una torre de 22 cent\u00edmetros de altura. Mini2P puede explorar diferentes \u00e1reas y funciones mentales en toda la corteza cerebral.<\/p>\n
Los investigadores han probado Mini2P en m\u00faltiples regiones del cerebro, como el sistema de navegaci\u00f3n, el centro de memoria y el \u00e1rea visual. Mediante el uso de una especie de t\u00e9cnica de colcha de retazos, puede mapear paisajes neuronales a\u00fan m\u00e1s grandes, como 10 000 c\u00e9lulas cerebrales a trav\u00e9s de la corteza visual. Todas las mediciones se realizaron mientras el mouse se mov\u00eda libremente y hac\u00eda lo que normalmente hace. Esto era simplemente imposible antes de Mini2P.<\/p>\n
Enfrentar a Mini2P con las tecnolog\u00edas existentes m\u00e1s cercanas<\/p>\n
Los miniscopios de 1 fot\u00f3n existen desde hace una d\u00e9cada. Tienen varios problemas. La resoluci\u00f3n es insuficiente, las im\u00e1genes pueden ser demasiado lentas, no puede cambiar el plano focal en el eje Z o no se pueden usar para la mayor\u00eda de las partes de la corteza que presentan una alta actividad y una alta densidad celular.<\/p>\n
Mini2P permite grabar desde m\u00faltiples planos a lo largo del eje Z, en escalas que van desde subestructuras de c\u00e9lulas como ramas axonales, hasta mapas topogr\u00e1ficos de diez mil c\u00e9lulas. La versi\u00f3n de sobremesa actual del microscopio de dos fotones pesa medio -ton y ocupa casi toda la habitaci\u00f3n. El microscopio de mesa requiere que la cabeza del rat\u00f3n se mantenga en su lugar, lo que restringe el movimiento natural del rat\u00f3n. Tambi\u00e9n reemplaza el acceso del mouse al mundo real con realidad virtual. Eso no se parece en nada a lo que experimentar\u00eda normalmente un mouse, lo que significa que su comportamiento probablemente tampoco sea natural.<\/p>\n
Mini2P, por otro lado, pesa 2,4 gramos, con un l\u00e1ser s\u00faper flexible y un cable de recolecci\u00f3n de luz. que permite que el mouse se mueva con la misma libertad y din\u00e1mica que lo har\u00eda sin llevar Mini2P en la cabeza.<\/p>\n
Mini2P es de c\u00f3digo abierto<\/p>\n
\u00abCreemos que Mini2P cambia las reglas del juego, y queremos compartirlo con neurocient\u00edficos y laboratorios de todo el mundo\u00bb, dice May-Britt Moser.<\/p>\n
\u00abLa cantidad de datos de investigaci\u00f3n recopilados de cada grabaci\u00f3n tambi\u00e9n puede desempe\u00f1ar un papel en la reducci\u00f3n del n\u00famero de los animales utilizados en la investigaci\u00f3n\u00bb, dijo. La nueva herramienta tambi\u00e9n podr\u00eda desempe\u00f1ar un papel importante en la comprensi\u00f3n de las enfermedades cerebrales.<\/p>\n
\u00abLa enfermedad de Alzheimer a menudo comienza con da\u00f1o en la corteza entorrinal\u00bb, dice Edvard Moser. \u00abSabemos que el Alzheimer causa d\u00e9ficits en la capacidad de navegar y en la memoria. Estas son funciones cerebrales que surgen de la colaboraci\u00f3n conjunta de miles de c\u00e9lulas cerebrales\u00bb.<\/p>\n
\u00abEl Mini2P ofrece una forma de monitorear los cambios en la din\u00e1mica entre miles de c\u00e9lulas en ratones que se mueven libremente, utilizando cepas de ratones que son organismos modelo para estudiar la enfermedad de Alzheimer\u00bb, explica. \u00abLa capacidad de etiquetar diferentes tipos de c\u00e9lulas tambi\u00e9n puede permitirnos identificar qu\u00e9 c\u00e9lulas son vulnerables a los cambios tempranos relacionados con la enfermedad de Alzheimer\u00bb, dijo Edvard Moser.<\/p>\n
Mini2P es una invenci\u00f3n de c\u00f3digo abierto disponible en el Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas de la NTNU en Trondheim. El plano, una lista de compras y videos instructivos est\u00e1n disponibles en GitHub. El instituto tambi\u00e9n ofrecer\u00e1 talleres m\u00e1s adelante en el a\u00f1o.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n fue publicada en Cell. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
C\u00f3mo las regiones CA1 del hipocampo izquierdo y derecho en el cerebro del rat\u00f3n se comunican entre s\u00ed M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Edvard I. Moser, Im\u00e1genes de calcio de dos fotones a gran escala en movimiento libre ratones, C\u00e9lula (2022). DOI: 10.1016\/j.cell.2022.02.017. www.cell.com\/cell\/fulltext\/S0092-8674(22)00197-0<\/p>\n Github: github.com\/kavli-ntnu\/MINI2P_toolbox Informaci\u00f3n del diario:<\/strong> Cell <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Este es probablemente el \u00fanico invento que haremos en Moser Lab, as\u00ed que ser\u00e1 mejor que sea uno bueno, dice Edvard Moser, premio Nobel y codirector de Kavli Instituto de Neurociencia de Sistemas de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnolog\u00eda (NTNU) . Aqu\u00ed con el investigador de Kavli Weijian Zong, quien dirigi\u00f3 el proyecto … Continuar leyendo \u00abUn microscopio cerebral en miniatura de c\u00f3digo abierto\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-10257","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10257","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10257"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10257\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10257"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10257"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10257"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}