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Molécules d'eau d'utilisation de scientifiques pour suivre l'activité électrique des cellules nerveuses

Les chercheurs chez l'Ecole Polytechnique Fédérale De Lausanne ont découvert une voie neuve de surveiller l'activité électrique en cellules nerveuses - en observant le comportement des molécules d'eau entourant les membranes neuronales.

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Tatiana Shepeleva | Shutterstock

Jusqu'ici, la seule voie de surveiller l'activité neuronale était d'injecter des fluorophores dans la région du cerveau d'intérêt ou de fixer des électrodes à elle. Cependant, les fluorophores peuvent être toxiques et les électrodes peuvent endommager neuronal.

Les neurones communiquent par les signes électrochimiques qui sont envoyés le long des axones. Afin d'envoyer ce signe, le neurone permet à des ions de transférer en travers de la membrane cellulaire par des canaux ioniques.

Ceci produit d'une différence potentielle électrique entre l'intérieur et l'extérieur du neurone, désignés sous le nom du potentiel de membrane.

Utilisant des modèles de souris, professeur Sylvie Roke et collègues ont maintenant trouvé une voie de suivre des changements de potentiel de membrane et d'étudier des flux d'ion en regardant les interactions ayant lieu entre les molécules d'eau et les membranes neurales.

Des neurones sont entourés par les molécules d'eau, qui changent l'orientation en présence d'une charge électrique. Quand le potentiel de membrane change, les molécules d'eau réorienteront - et nous pouvons observer cela. »

Professeur Sylvie Roke, chercheur de fil

Comme signalé dans les transmissions de nature de tourillon, l'équipe a soumis des neurones à un afflux rapide des ions de potassium afin de changer le potentiel de membrane. Canaux ioniques ouverts pour laisser les ions réussir. L'afflux d'ion a été alors arrêté, qui a fait relâcher les neurones les ions qu'ils avaient captés.

Pour surveiller cette activité électrique, l'équipe a sondé les membranes neuronales utilisant deux faisceaux lasers pour illuminer les neurones.

Les deux faisceaux lasers, qui étaient de la même fréquence, se composent des pouls de laser de femtoseconde qui effectuent des molécules d'eau entourant la membrane pour émettre des photons d'une fréquence différente, la lumière deuxième-harmonique appelée.

Nous voyons des implications principales et appliquées de notre recherche. Non seulement peut elle nous aider à comprendre les mécanismes que le cerveau emploie pour envoyer à l'information, mais il pourrait également faire appel aux sociétés pharmaceutiques intéressées aux essais de produits in vitro. Et nous avons maintenant prouvé que nous pouvons analyser un neurone unique ou un certain nombre de neurones à la fois. »

Professeur Sylvie Roke, chercheur de fil

Sally Robertson

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Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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