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Os cientistas de Rockefeller desenvolvem a técnica nova que captura instantâneo detalhado da actividade de cérebro

Quando se trata da actividade de cérebro de medição, os cientistas têm as ferramentas que podem olhar preciso uma fatia pequena do cérebro (menos de um milímetro cúbico), ou um olhar borrado em uma área maior. Agora, os pesquisadores na universidade de Rockefeller descreveram uma técnica nova que combinasse o melhor de ambos os mundos--captura um instantâneo detalhado da actividade global no cérebro do rato.

“Nós quisemos desenvolver uma técnica que lhe mostrasse o nível de actividade na precisão de um único neurônio, mas na escala do cérebro inteiro,” diz o estudo autor Nicolas Renier, um companheiro pos-doctoral no laboratório de Marc Tessier-Lavigne, professor do laboratório da revelação e do reparo do cérebro, e presidente da universidade de Rockefeller.

O método novo, descrito em linha o 26 de maio na pilha, toma uma imagem de todos os neurônios activos no cérebro em uma estadia específica. O cérebro do rato contem dúzias de milhões de neurônios, e uma imagem típica descreve a actividade de aproximadamente um milhão de neurônios, diz Tessier-Lavigne. “A finalidade da técnica é acelerar nossa compreensão de como os trabalhos de cérebro.”

Fazendo cérebros transparentes

“Devido à natureza de nossa técnica, nós não podemos visualizar a actividade de cérebro viva ao longo do tempo--nós vemos somente os neurônios que são activos no tempo onde específico nós tomamos o instantâneo,” dizemos Eliza Adams, um aluno diplomado no laboratório de Tessier-Lavigne e co-autor do estudo. “Mas o que nós ganhamos nestas trocas é uma vista detalhada da maioria de neurônios no cérebro, e a capacidade comparar estas populações neuronal activas entre instantâneos em uma maneira robusta e imparcial.”

É aqui como a ferramenta funciona: Os pesquisadores expor um rato a uma situação que provoque a actividade de cérebro alterada--como a tomada de uma droga antipsicósica, de umas suiças de escovadela contra um objeto ao explorar, e ao parenting um filhote de cachorro--faça então a medida após uma pausa. A pausa é importante, explica Renier, porque a técnica mede a actividade do neurônio indirectamente, através da tradução de genes neuronal em proteínas, que toma aproximadamente 30 minutos para ocorrer.

Os pesquisadores tratam então o cérebro para fazê-lo transparente--depois de uma versão melhorada de um protocolo chamou o iDISCO, desenvolvido por Zhuhao Wu, um associado pos-doctoral no laboratório de Tessier-Lavigne--e visualize-o que usa a microscopia da luz-folha, que toma o instantâneo de todos os neurônios activos em 3D.

Para determinar onde um neurônio activo é posicionado dentro do cérebro, Christoph Kirst, um companheiro no centro de Rockefeller para estudos na física e a biologia, software desenvolvido para detectar os neurônios activos e para traçar automaticamente o instantâneo a um atlas 3D do cérebro do rato, gerado pelo instituto do cérebro de Allen.

Embora cada instantâneo da actividade de cérebro inclua tipicamente aproximadamente um milhão de neurônios activos, os pesquisadores podem peneirar através dessa massa dos dados relativamente rapidamente se comparam um instantâneo a um outro instantâneo, dizem Renier. Eliminando os neurônios que são activos em ambas as imagens, os pesquisadores são deixados somente aquele específico a cada um, permitindo as de dirigir dentro no que é original a cada estado.

Observando e testando como os trabalhos de cérebro

O objectivo principal da ferramenta, adiciona, deve ajudar pesquisadores a gerar hipóteses sobre como as funções do cérebro que então podem ser testadas em outras experiências. Por exemplo, usando suas técnicas novas, os pesquisadores, em colaboração com Catherine Dulac e outros cientistas na Universidade de Harvard, observaram aquele quando um rato adulto encontra um filhote de cachorro, uma região de seu cérebro conhecido para ser activos durante o parenting--chamou o núcleo pre-ótico central, ou MPO--ilumina-se acima. Mas igualmente observaram que, depois que a área de MPO se torna ativada, há menos actividade no amygdala cortical, uma área que processasse as respostas contrárias, que encontraram para ser conectados directamente ao MPO “região parenting”.

“Nossa hipótese,” diz Renier, “é que os neurônios do parenting põem o freio sobre a actividade na região do medo, que pode suprimir respostas que contrárias os ratos podem ter para filhotes de cachorro.” Certamente, os ratos que estão sendo agressivos aos filhotes de cachorro tendem a mostrar mais actividade no amygdala cortical.

Para testar esta ideia, o passo seguinte é obstruir a actividade desta região do cérebro para considerar se este reduz a agressão nos ratos, diz Renier.

A técnica igualmente tem umas implicações mais largas do que simplesmente olhando que áreas do cérebro do rato sejam activas em situações diferentes, adiciona. Poderia ser usada para traçar a actividade de cérebro em resposta a toda a mudança biológica, tal como a propagação de uma droga ou de uma doença, ou mesmo para explorar como o cérebro faz decisões. “Você pode usar a mesma estratégia para traçar qualquer coisa que você quer no cérebro do rato,” diz Renier.

Source:

Rockefeller University