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Moléculas de agua del uso de los científicos para rastrear la actividad eléctrica de las células nerviosas

Los investigadores en el Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne han descubierto una nueva manera de vigilar actividad eléctrica en células nerviosas - observando el comportamiento de las moléculas de agua que rodeaban las membranas neuronales.

Agua y el cerebro - un ejemplo de Tatiana Shepeleva

Tatiana Shepeleva | Shutterstock

Hasta ahora, la única manera de vigilar actividad neuronal era inyectar fluorophores en la región del cerebro de interés o sujetar los electrodos a ella. Sin embargo, los fluorophores pueden ser tóxicos y los electrodos pueden causar daño neuronal.

Las neuronas comunican a través de las señales electroquímicas que se envían a lo largo de los axones. Para enviar esta señal, la neurona permite que los iones transfieran a través de la membrana celular a través de los canales del ión.

Esto genera una diferencia potencial eléctrica entre el interior y el exterior de la neurona, designados el potencial de la membrana.

Usando modelos del ratón, profesor Silvia Roke y los colegas ahora han encontrado una manera de rastrear cambios en potencial de la membrana y de estudiar fundentes del ión observando las acciones recíprocas que ocurrían entre las moléculas de agua y las membranas de los nervios.

Las neuronas son rodeadas por las moléculas de agua, que cambian la orientación en presencia de una carga eléctrica. Cuando el potencial de la membrana cambia, las moléculas de agua reorientarán - y podemos observar eso.”

Profesor Silvia Roke, investigador del guía

Como se explica en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón, las personas sujetaron las neuronas a una afluencia rápida de los iones del potasio para cambiar el potencial de la membrana. Canales del ión abiertos para permitir los iones pasar a través. La afluencia del ión entonces fue parada, que hizo las neuronas liberar los iones que habían tomado.

Para vigilar esta actividad eléctrica, las personas sondaron las membranas neuronales usando dos rayos laser para iluminar las neuronas.

Los dos rayos laser, que estaban de la misma frecuencia, consisten en los pulsos del laser del femtosegundo que hacen las moléculas de agua que rodean la membrana para emitir los fotones de una diversa frecuencia, llamados luz segundo-armónica.

Vemos implicaciones fundamentales y aplicadas de nuestra investigación. No sólo puede ayudarnos a entender los mecanismos que el cerebro utiliza para enviar información, pero podría también apelar a las compañías farmacéuticas interesadas en la comprobación del producto in vitro. Y ahora hemos mostrado que podemos analizar una única neurona o cualquier número de neuronas al mismo tiempo.”

Profesor Silvia Roke, investigador del guía

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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