Os pesquisadores criam a tecnologia não invasora que detecta quando incêndio das pilhas de nervo

Os pesquisadores na Universidade de Stanford, Palo Alto, Califórnia, criaram uma tecnologia não invasora que detectasse quando incêndio das pilhas de nervo baseado em mudanças na forma. O método poderia ser usado para observar a actividade do nervo em partes luz-acessíveis do corpo, tais como o olho, que permitiria médicos monitora quantitativa a função visual a nível celular. O estudo foi publicado na luz do jornal: Ciência e aplicações. O trabalho foi financiado pelo instituto nacional do olho, parte dos institutos de saúde nacionais.

Quando incêndio dos nervos, há uma mudança no potencial elétrico (tensão da transporte-membrana) na pilha. As técnicas actuais para monitorar a actividade do nervo são invasoras - exigir os eléctrodos colocou perto dos nervos ou os marcadores fluorescentes introduzidos na pilha. Mas uma técnica nova, desenvolvida pela equipe de Stanford, em lugar de aproveita-se de um efeito secundário dessa mudança na tensão. Como os incêndios da pilha de nervo, a membrana de pilha torna-se temporariamente ligeira mais dura, conduzindo a um arredondamento da forma da pilha. Estas mudanças da forma da pilha podem ser pegaradas pela imagem lactente interferometric (da fase), que detecta alterações o na luz que passa através da pilha ou que está sendo reflectida de sua superfície.

O Tong Ling, Ph.D., e colegas no laboratório de Daniel Palanker, Ph.D., em Stanford construiu um microscópio interferometric equipado com uma câmera de alta velocidade que recolhesse 50.000 frames por segundo. Esta velocidade é importante porque as mudanças na forma da pilha são subtis, tão lá é sinal muito pequeno comparado ao ruído nas imagens. Com imagem lactente de alta velocidade, os pesquisadores podem combinar 50 quadros junto nos pedaços, calculando a média para fora do ruído e aumentando a força do sinal. Igualmente projectaram um algoritmo novo que detectasse regiões informativas (isto é as peças das pilhas que movem mais) e impulsionam o sinal mais.

“Esta mudança da forma da nanômetro-escala é muito difícil de considerar,” disse Palanker, “mas com imagem lactente quantitativa ultrafast da fase, despeja realmente ser visível.”

Usando um prato das pilhas que tinham sido projectadas para despedir como os neurônios, os pesquisadores compararam seu método às medidas clássicas, eléctrodo-baseadas de despedir dos neurônios. As gravações de seu microscópio combinaram precisamente os sinais elétricos detectados pelos eléctrodos.

O projecto é parte de uma colaboração maior financiada com a iniciativa audaciosa para a medicina regenerativa, um programa dos objetivos dos NEI que os alvos para restaurar a visão percam devido a ferimento retina ou à doença. O objetivo eventual do projecto é usar esta tecnologia para detectar sinais passar através do nervo ótico, ou mesmo sinais das pilhas de nervo individuais na retina. A monitoração directa dos nervos no olho ajudará pesquisadores a projectar e testar terapias novas restaurar a função visual.

“Nossa tarefa nesta concessão comum era estabelecimento dos factos básicos--como rapidamente e quanto as pilhas movem durante o potencial de acção--e para planejar as melhores estratégias técnicas para que o sistema seja usado então nos seres humanos,” disse Palanker. “Eu penso que este papel será uma referência contínua em relação aos efeitos mecânicos nas pilhas quando despedem.”

Movendo-se para a frente, os membros da equipa, incluindo o investigador principal da concessão, Austin Roorda, Ph.D., University of California, Berkeley, determinarão como usar esta técnica com tomografia óptico da coerência, um tipo de tecnologia imagiológica de uso geral para visualizar a parte traseira do olho.

“As técnicas não invasoras, todo-ópticas, neurais da gravação como aquelas que estão sendo abertas caminho pelo Dr. Palanker e sua equipe são muito emocionantes porque, ao contrário de outros métodos, estes podem potencial ser usados nos olhos humanos,” disseram Roorda. “Estas revelações dão a promessa por um dia em que nós pudermos estudar doenças retinas no ser humano em uma escala celular e avaliar os tratamentos para os curar.”

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