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Moléculas de água do uso dos cientistas para seguir a actividade elétrica de pilhas de nervo

Os pesquisadores no Ecole Polytechnique Fédérale de Lausana descobriram uma maneira nova de monitorar a actividade elétrica em pilhas de nervo - observando o comportamento das moléculas de água que cercam as membranas neuronal.

Água e o cérebro - uma ilustração por Tatiana Shepeleva

Tatiana Shepeleva | Shutterstock

Até aqui, a única maneira de monitorar a actividade neuronal era injectar fluorophores na região do cérebro de interesse ou anexar-lhe os eléctrodos. Contudo, os fluorophores podem ser tóxicos e os eléctrodos podem causar dano neuronal.

Os neurônios comunicam-se através dos sinais eletroquímicos que são enviados ao longo dos axónio. A fim enviar este sinal, o neurônio permite que os íons transfiram através da membrana de pilha através dos canais do íon.

Isto gera uma diferença potencial elétrica entre o interior e a parte externa do neurônio, referidos como o potencial da membrana.

Usando modelos do rato, o professor Sylvie Roke e os colegas têm encontrado agora uma maneira de seguir mudanças no potencial da membrana e de estudar fluxos do íon olhando as interacções que ocorrem entre moléculas de água e as membranas neurais.

Os neurônios são cercados pelas moléculas de água, que mudam a orientação na presença de uma carga elétrica. Quando o potencial da membrana muda, as moléculas de água reorientarão - e nós podemos observar aquele.”

Professor Sylvie Roke, pesquisador do chumbo

Como relatado nas comunicações da natureza do jornal, a equipe sujeitou os neurônios a um influxo rápido de íons do potássio a fim mudar o potencial da membrana. Canais do íon abertos para deixar os íons passar completamente. O influxo do íon foi parado então, que fez com que os neurônios liberassem os íons que tinham pegarado.

Para monitorar esta actividade elétrica, a equipe sondou as membranas neuronal usando dois raios laser para iluminar os neurônios.

Os dois raios laser, que eram da mesma freqüência, consistem nos pulsos do laser do femtosegundo que fazem as moléculas de água que cercam a membrana para se emitir fotão de uma freqüência diferente, chamados luz do segundo-harmónico.

Nós vemos implicações fundamentais e aplicadas de nossa pesquisa. Não somente pode ajudar-nos a compreender os mecanismos que o cérebro se usa para enviar a informação, mas poderia igualmente apelar às companhias farmacéuticas interessadas in vitro no teste de produto. E nós temos mostrado agora que nós podemos analisar um único neurônio ou todo o número de neurônios em um momento.”

Professor Sylvie Roke, pesquisador do chumbo

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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