Los investigadores crean la tecnología no invasor que descubre cuando fuego de las células nerviosas

Los investigadores en la Universidad de Stanford, Palo Alto, California, han creado una tecnología no invasor que descubre cuando fuego de las células nerviosas basado en cambios en forma. El método se podría utilizar para observar actividad del nervio en las partes luz-accesibles de la carrocería, tales como el aro, que permitiría a médicos vigila cuantitativo la función visual en el nivel celular. El estudio fue publicado en la luz del gorrón: Ciencia y usos. El trabajo fue financiado por el instituto nacional del aro, parte de los institutos de la salud nacionales.

Cuando fuego de los nervios, hay un cambio en el potencial eléctrico (voltaje de la transmembrana) en la célula. Las técnicas actuales para vigilar actividad del nervio son invasores - requerir los electrodos colocó cerca de los nervios o los marcadores fluorescentes insertados en la célula. Pero una nueva técnica, desarrollada por las personas de Stanford, en lugar se aprovecha de un efecto secundario de ese cambio en voltaje. Como los fuegos de la célula nerviosa, la membrana celular llega a ser temporalmente ligeramente más rígida, llevando a un redondeo de la forma de la célula. Estos cambios de la forma de la célula se pueden tomar por la proyección de imagen interferométrica (de la fase), que detecta cambios en el luz que pasa a través de la célula o que es reflejada de su superficie.

Las tenazas Ling, Ph.D., y colegas en el laboratorio de Daniel Palanker, Ph.D., en Stanford construyeron un microscopio interferométrico equipado de una cámara de alta velocidad que cerco 50.000 secuencias por segundo. Esta velocidad es importante porque los cambios en forma de la célula son sutiles, tan allí es señal muy pequeña comparada al ruido en las imágenes. Con proyección de imagen de alta velocidad, los investigadores pueden combinar 50 marcos juntos en los trozos, haciendo un promedio fuera del ruido y aumentando la fuerza de la señal. También diseñaron un algoritmo nuevo que descubriría las regiones informativas (es decir las piezas de las células que mueven más) y refuerzan la señal más lejos.

“Este cambio de la forma de la nanómetro-escala es muy difícil de considerar,” dijo a Palanker, “pero con la proyección de imagen cuantitativa ultrarrápida de la fase, resulta real ser visible.”

Usando un plato de las células que habían sido dirigidas para encender como las neuronas, los investigadores compararon su método a las mediciones clásicas, electrodo-basadas de encender de las neuronas. Las grabaciones de su microscopio igualaron exacto las señales eléctricas detectadas por los electrodos.

El proyecto es parte de una colaboración más grande financiada con las metas audaces preliminares para el remedio regenerador, un programa de los NEI que los objetivos para restablecer la visión perdieron debido al daño o a la enfermedad retiniano. La meta eventual del proyecto es utilizar esta tecnología para descubrir señales el pasar a través del nervio óptico, o aún señales de las células nerviosas individuales en la retina. La supervisión directa de nervios en el aro ayudará a investigadores a diseñar y a probar nuevas terapias para restablecer la función visual.

“Nuestra tarea en esta concesión común era efectivoses de los hechos básicos--cómo rápidamente y cuánto las células mueven durante potencial de acción--y para idear las mejores estrategias técnicas para que el sistema entonces sea utilizado en seres humanos,” dijo a Palanker. “Pienso que este papel será una referencia sólida con respecto a efectos mecánicos en células cuando encienden.”

Moviéndose adelante, las piezas de personas, incluyendo el investigador principal de la concesión, Austin Roorda, Ph.D., Universidad de California, Berkeley, determinarán cómo utilizar esta técnica con tomografía óptica de la coherencia, un tipo de tecnología de la imagen de uso general para visualizar el dorso del aro.

“Las técnicas no invasores, todo-ópticas, de los nervios de la grabación como ésas que son promovidas por el Dr. Palanker y sus personas son muy emocionantes porque, a diferencia de otros métodos, éstos se pueden potencialmente utilizar en aros humanos,” dijeron a Roorda. “Estos progresos dan la promesa por un día en que podemos estudiar enfermedades retinianas en ser humano en una escala celular y evaluar los tratamientos para curarlos.”

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