Neuropixels: nueva herramienta para medir la actividad cerebral


Un proyecto multicéntrico permitió la creación de un dispositivo, Neuropixels, capaz de medir simultáneamente la actividad eléctrica de un grupo de neuronas en regiones cerebrales distantes. Este invento estará disponible en el 2018 y pretende revolucionar los métodos de investigación en neurociencias.

Neuropixels

Al ser el tejido cerebral un auténtico ovillo de neuronas interconectadas para desempeñar una determinada función, no es difícil deducir que la descripción de estas conexiones ha representado un verdadero reto, no solo por la complejidad de las mismas sino por la dificultad para poder acceder al tejido en cuestión.

En la actualidad es difícil medir la actividad cerebral específica de un grupo de neuronas que comuniquen dos áreas cerebrales diferentes. Hacer esto conlleva la realización de varios pasos individuales para intentar establecer una relación coherente a partir de los resultados, y con ello elaborar una teoría que permita acercarse a la realidad.

Aparentemente, este problema podría ser resuelto gracias a una nueva creación en el mundo de las neurociencias: el Neuropixels. Este aparato supera las actuales limitaciones y es capaz de medir de manera fácil y rápida la actividad eléctrica de varias regiones, lo cual podría aportar información sumamente valiosa en el área.

¿Cómo funciona Neuropixels?

Se trata de un dispositivo insertable en el tejido cerebral de los animales de experimentación que mide exactamente 10 mm de largo, incorporando una serie de electrodos distribuidos de manera especial para captar la actividad eléctrica de las neuronas circundantes.

Gracias a esto, es posible medir la actividad cerebral de cientos de neuronas de manera individual o grupal, según las necesidades.

Este procedimiento no se realiza de manera aislada, ya que es posible insertar dos o más de estos dispositivos en regiones distintas, permitiendo medir simultáneamente la activación neuronal de dos zonas cuya conexión y dinámica eléctrica quieran estudiarse.

Desde 2013, con el lanzamiento del proyecto, fue necesaria una inversión de 5.5 millones de dólares y la realización de cientos de ensayos en los laboratorios de distintas instituciones con el fin de optimizar la técnica y desarrollar un equipo de alta calidad como el Neuropixels.

¿Cuáles son los beneficios de usar esta herramienta?

Según Matteo Carandini, del University College de Londres, “Lo que tenemos que hacer como científicos es entender cómo un grupo de neuronas dispersas en todo el cerebro pueden trabajar juntas”. Esto es, en esencia, uno de los temas más explorados en el último siglo de la neurociencia.

En definitiva, cualquier elemento novedoso que permita ampliar la comprensión de la fisiología representa un aporte invaluable que podrá ser explotado correctamente en un futuro.

Esto ha sido claramente comprobado en muchos casos. Por ejemplo, después del descubrimiento que planteó que el origen de la esquizofrenia se encontraba, en parte, en una serie de conexiones entre el mesencéfalo y el sistema límbico (cuyo nombre es la vía “mesolímbica”) fue posible crear una serie de fármacos antipsicóticos que actúan específicamente en esta vía neuronal, mejorando considerablemente la sintomatología de los pacientes y con ello su calidad de vida.

Gracias a esto es fácil inferir que el conocimiento de las conexiones neuronales y la actividad individual de las células involucradas en dichas vías tienen una importancia enorme en la elaboración de teorías que expliquen el origen de las enfermedades y, con ello, la creación de medicamentos que puedan corregir los defectos identificados.

Fuentes y referencias:

Neurosciencenews (2017). New Silicon Probe Records Activity of Hundreds of Neurons Simultaneously. Disponible en: http://neurosciencenews.com/new-silicon-probe-records-activity-hundreds-neurons-simultaneously/.

Jun, James J. et al. Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity. Nature (2017). doi:10.1038/nature24636

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