Los Investigadores utilizan el dispositivo electrónico miniatura para golpear ligeramente en el sistema interno de la recompensa de ratones

Published on April 15, 2013 at 3:12 AM · No Comments

Usando un dispositivo electrónico miniatura implantado en el cerebro, los científicos han golpeado ligeramente en el sistema interno de la recompensa de ratones, pinchando las neuronas para release/versión la dopamina, una substancia química asociada a placer.

Los investigadores, en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y la Universidad de Illinois en el Urbana-Chamán, desarrollaron los dispositivos minúsculos, conteniendo los diodos electroluminosos (LED) la talla de neuronas individuales. Los dispositivos activan a las neuronas con la luz. Los científicos señalan su las conclusión 12 de abril en la Ciencia del gorrón.

“Esta estrategia debe permitir que determinemos y los circuitos del cerebro de la correspondencia implicados en los comportamientos complejos relacionados con el sueño, depresión, apego y ansiedad,” dice al investigador co-principal Michael R. Bruchas, Doctorado, profesor adjunto del anesthesiology en la Universidad de Washington. La “Comprensión de qué poblaciones de neuronas están implicadas en estos comportamientos complejos puede permitir que apuntemos a las neuronas específicas que funcionan incorrectamente en la depresión, el dolor, el apego y otros desordenes.”

Para el estudio, los neurólogos de la Universidad de Washington combinaron con los representantes técnicos en la Universidad de Illinois para diseñar los dispositivos de la microescala (LED) más ligeramente que un cabello humano. Ésta era la primera aplicación de los dispositivos en el optogenetics, un área de la neurología que utiliza la luz para estimular caminos apuntados en el cerebro. Los científicos los implantaron en los cerebros de los ratones que genético habían sido dirigidos de modo que algunas de sus neuronas pudieran ser activadas y ser controladas con la luz.

Aunque varios caminos importantes en el cerebro se puedan estudiar con optogenetics, muchos neurólogos han luchado con el reto de la ingeniería de entregar la luz a las ubicaciones exactas profundamente en el cerebro. La Mayoría de los métodos han atado animales a los laseres con los cables de fribra óptica, limitando su movimiento y alterando comportamientos naturales.

Pero con los nuevos dispositivos, los ratones movidos libremente alrededor y podían explorar un laberinto o corretear en una rueda. Los LED electrónicos se contienen en una fibra minúscula implantada profundamente en el cerebro. Eso es importante para la capacidad del dispositivo de activar las neuronas apropiadas, según Juan A. Rogers, Doctorado, profesor de la ciencia material y de la ingeniería en la Universidad de Illinois.

“Usted quiere poder entregar el plumón pálido en la profundidad del cerebro,” Rogers dice. “Pensamos que hemos subido con algunas estrategias potentes que implican los dispositivos ultra-miniaturizados que pueden entregar señales pálidas profundamente en el cerebro y en otros órganos en el futuro.”

Usando luz de la celular-escala LED para estimular dopamina-producir las células en el cerebro, los investigadores enseñaron a los ratones a empujar sus narices a través de un agujero específico en un laberinto. Cada vez que un ratón empujaría su nariz a través del agujero, ése accionaría el sistema inalámbrico para activar el LED en el dispositivo implantado, que entonces emitiría pálido, haciendo las neuronas release/versión la dopamina, una substancia química relacionada con el sistema natural de la recompensa del cerebro.

“Utilizamos los dispositivos del LED para activar redes de las neuronas que son influenciadas por las cosas que usted encontraría la recompensa en vida, como sexo o el chocolate,” decimos co-primera autor Jordania G. McCall, estudiante de tercer ciclo de la neurología en la División de la Universidad de Washington de Biología y de Ciencias Biomédicas. “Cuando activaron a las neuronas para release/versión la dopamina, los ratones aprendieron rápidamente empujar sus narices a través del agujero aunque no recibieron ninguna comida como recompensa. También desarrollaron una preferencia asociada por el área cerca del agujero, y tendieron a colgar alrededor esa pieza del laberinto.”

Los investigadores creen que los implantes del LED pueden ser útiles en otros tipos de estudios de la neurología o que se pueden incluso aplicar a diversos órganos. Los dispositivos Relacionados se están utilizando ya para estimular los nervios periféricos para la administración del dolor. Otros dispositivos con el LED de colores múltiples pueden poder activar y controlar varios circuitos de los nervios inmediatamente. Además del LED minúsculo, los dispositivos también llevan los sensores miniaturizados para detectar temperatura y actividad eléctrica dentro del cerebro.

Bruchas y sus colegas han comenzado ya otros estudios de ratones, usando los dispositivos del LED para manipular los circuitos de los nervios que están implicados en comportamientos sociales. Esto podría ayudar a científicos mejor a entender qué entra conectado en el cerebro en desordenes tales como depresión y ansiedad.

“Creemos estos dispositivos permitirán que estudiemos la tensión compleja y los comportamientos sociales de la acción recíproca,” Bruchas explican. “Esta tecnología nos permite correlacionar los circuitos de los nervios en cuanto a cosas como la tensión y doler mucho más efectivo.”

La radio, dispositivos del implante del microLED representa los esfuerzos combinados de Bruchas y de Rogers. El año pasado, junto con Roberto W. Gereau IV, Doctorado, profesor del anesthesiology, les concedieron la recompensa del Proyecto de Investigación Transformative de NIH de un Director para desarrollar y para conducto estudios usando el revelado y el optogenetics nuevos del dispositivo, que implica el activar o el inhibir de las neuronas con la luz.

Fuente: Facultad de Medicina de la Universidad de Washington

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