El cráneo transparente único 3D-printed ofrece oportunidad de mirar actividad cerebral en tiempo real

Los investigadores en la universidad de Minnesota han desarrollado un implante transparente único del cráneo 3D-printed para los ratones que ofrece una oportunidad de mirar la actividad de la superficie entera del cerebro en tiempo real. El dispositivo permite la investigación fundamental del cerebro que podría ofrecer el nuevo discernimiento para las condiciones del cerebro humano tales como conmociones cerebrales, enfermedad de Alzheimer y de Parkinson.

La investigación se publica en comunicaciones de la naturaleza. Los investigadores también proyectan comercializar el dispositivo, que llaman Ver-Granada.

“Qué estamos intentando hacer es ver si podemos visualizar y obrar recíprocamente con las partes grandes de la superficie del cerebro del ratón, llamado la corteza, durante largos periodos del tiempo. Esto nos dará la nueva información sobre cómo los trabajos de cerebro humano,” dijo a Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D., co-autor del estudio y universidad del profesor adjunto de Minnesota Benjamin Mayhugh de la ingeniería industrial en la universidad de la ciencia y de la ingeniería. “Esta tecnología permite que consideremos la mayor parte de la corteza en la acción con mando y la precisión sin precedentes mientras que ciertas partes estimulantes del cerebro.”

En el pasado, la mayoría de los científicos han observado las pequeñas regiones del cerebro y han intentado entenderlo detalladamente. Sin embargo, los investigadores ahora están encontrando que qué suceso en una porción del cerebro probablemente afecta a otras partes del cerebro al mismo tiempo.

Uno de sus primeros estudios usando el dispositivo de la Ver-Granada examina cómo las conmociones cerebrales suaves en una porción de la influencia del cerebro otras partes del cerebro mientras que reorganiza estructural y funcionalmente. Kodandaramaiah dijo que los cerebros del ratón son muy similares en muchos aspectos a los cerebros humanos, y este dispositivo abre la puerta para la investigación similar sobre los ratones que observan las enfermedades de cerebro degenerativas que afectan a seres humanos tales como enfermedad de Alzheimer o de Parkinson.

La tecnología permite que los investigadores consideren cambios globales por primera vez en una resolución de tiempo sin precedente. En un vídeo producido usando el dispositivo, los cambios en la luminosidad del cerebro del ratón corresponden a encerar y a la disminución de la actividad de los nervios. Las llamaradas sutiles son los períodos en que el cerebro entero llega a ser repentinamente activo. Los investigadores todavía están intentando entender la razón de tal actividad coordinada global y qué significa para el comportamiento.

“Éstos son estudios que no podríamos hacer en seres humanos, pero son extremadamente importantes en nuestra comprensión de cómo los trabajos de cerebro así que nosotros podemos perfeccionar los tratamientos para la gente que experimenta lesiones cerebrales o enfermedades,” dijimos Timothy J. Ebner, M.D., Ph.D., co-autor del estudio y una universidad del profesor de Minnesota y del jefe del departamento de la neurología en la Facultad de Medicina.

Para hacer la Ver-Granada, los investigadores digital exploraron la superficie del cráneo del ratón y después utilizaron las exploraciones digitales para crear un cráneo transparente artificial que tiene los mismos contornos que el cráneo original. Durante una cirugía exacta, la capota del cráneo del ratón se reemplaza por el dispositivo transparente del cráneo 3D-printed. El dispositivo permite que los investigadores registren actividad cerebral simultáneamente mientras que proyección de imagen el cerebro entero en tiempo real.

Otra ventaja a usar este dispositivo es que la carrocería del ratón no rechazó el implante, así que significa que los investigadores podían estudiar el mismo cerebro del ratón durante varios meses. Los estudios en ratones durante varios meses permiten que los investigadores estudien el envejecimiento del cerebro de una manera que llevaría décadas el estudio en seres humanos.

“Este nuevo dispositivo permite que observemos la actividad cerebral el nivel más pequeño empinadura hacia adentro en las neuronas específicas mientras que consigue una opinión grande del retrato de una parte grande de la superficie del cerebro en un cierto plazo,” Kodandaramaiah dijo. “Desarrollar el dispositivo y mostrar que trabaja es apenas el principio de cuál podremos hacer para avance la investigación del cerebro.”

Fuente: https://twin-cities.umn.edu/news-events/research-brief-3d-printed-transparent-skull-provides-window-brain