I ricercatori creano la tecnologia non invadente che individua quando incendio delle cellule nervose

I ricercatori alla Stanford University, Palo Alto, la California, hanno creato una tecnologia non invadente che individua quando incendio delle cellule nervose basato sui cambiamenti nella forma. Il metodo potrebbe essere usato per osservare l'attività del nervo nelle parti del corpo luminoso accessibili, quale l'occhio, che avrebbe permesso i medici quantitativamente riflette la funzione visiva al livello cellulare. Lo studio è stato pubblicato all'indicatore luminoso del giornale: Scienza ed applicazioni. Il lavoro è stato costituito un fondo per dall'istituto nazionale dell'occhio, parte degli istituti della sanità nazionali.

Quando incendio dei nervi, c'è un cambiamento nel potenziale elettrico (tensione della trans-membrana) nella cella. Le tecniche correnti per il video dell'attività del nervo sono dilaganti - richiedere gli elettrodi ha collocato vicino ai nervi o gli indicatori fluorescenti inseriti nella cella. Ma una nuova tecnica, sviluppata dal gruppo di Stanford, invece approfitta di un effetto collaterale di quel cambiamento nella tensione. Come gli incendi delle cellule nervose, la membrana delle cellule temporaneamente diventa leggermente più rigida, piombo ad un arrotondamento della forma delle cellule. Questi cambiamenti di forma delle cellule possono essere presi dalla rappresentazione interferometric (di fase), che percepisce le alterazioni all'indicatore luminoso che passa attraverso la cella o che è riflesso dalla sua superficie.

Le tenaglie Ling, il Ph.D. ed i colleghi nel laboratorio di Daniel Palanker, Ph.D., a Stanford hanno costruito un microscopio interferometric fornito di una macchina fotografica ad alta velocità che raccoglie 50.000 fotogrammi al secondo. Questa velocità è importante perché i cambiamenti nella forma delle cellule sono sottili, così là è segnale pochissimo confrontato a disturbo nelle immagini. Con la rappresentazione ad alta velocità, i ricercatori possono combinare insieme 50 fotogrammi in bei pezzi, fare una media il disturbo ed aumentanti la resistenza del segnale. Egualmente hanno progettato un algoritmo novello che avrebbe individuato le regioni informative (cioè le parti delle celle che muovono più) ed amplificano il segnale più ulteriormente.

“Questo cambiamento di forma del nanometro-disgaggio è molto difficile da vedere,„ ha detto Palanker, “ma con la rappresentazione quantitativa ultraveloce di fase, realmente risulta essere visibile.„

Facendo uso di un piatto delle celle che erano state costruite per infornare come i neuroni, i ricercatori hanno confrontato il loro metodo alle misure classiche e basate a elettrodo di infornamento dei neuroni. Le registrazioni dal loro microscopio hanno abbinato precisamente i segnali elettrici percepiti dagli elettrodi.

Il progetto fa parte di più grande collaborazione costituita un fondo per con l'iniziativa audace per medicina a ricupero, un programma di scopi dei NEI che gli obiettivi per riparare la visione hanno perso dovuto la ferita o la malattia retinica. Lo scopo finale del progetto è di usare questa tecnologia per individuare i segnali passare tramite il nervo ottico, o persino i segnali dalle diverse cellule nervose nella retina. Il video diretto dei nervi nell'occhio aiuterà i ricercatori a progettare e verificare le nuove terapie per riparare la funzione visiva.

“Il nostro compito in questa concessione unita era istituzione dei fatti di base--quanto velocemente e quanto le celle muovono durante il potenziale d'azione--e per inventare le migliori strategie tecniche affinchè il sistema poi siano utilizzati in esseri umani,„ ha detto Palanker. “Penso che questo documento sia un riferimento solido per quanto riguarda gli effetti meccanici in celle quando infornano.„

Muovendosi in avanti, i membri di gruppo, compreso il ricercatore principale della concessione, Austin Roorda, il Ph.D., l'università di California, Berkeley, determineranno come usare questa tecnica con tomografia ottica della coerenza, un tipo di tecnologia dell'immagine comunemente usato per prevedere la parte posteriore dell'occhio.

“Le tecniche non invadenti, tutto ottiche, neurali della registrazione come quelle che sono aperte la strada dal Dott. Palanker ed il suo gruppo sono molto emozionanti perché, a differenza di altri metodi, questi possono potenzialmente essere utilizzati in occhi umani,„ hanno detto Roorda. “Questi sviluppi danno la promessa per un giorno in cui possiamo studiare le malattie retiniche in essere umano su un disgaggio cellulare e valutare i trattamenti per farli maturare.„

Sorgente: https://nei.nih.gov/content/researchers-design-technology-sees-nerve-cells-fire