O sondă de mare rezoluție ar putea dezvălui secretele funcției creierului și ale bolilor neurologice

Modul în care celulele creierului comunică între ele rămâne în mare parte învăluit în mister, dar o sondă care înregistrează semnalele de la neuroni cu o claritate și precizie fără precedent ar putea ajuta la dezvăluirea acestor secrete, indică un nou studiu realizat de cercetătorii de la Massachusetts General Hospital.

Aceste descoperiri, raportate în Nature Neuroscience, ar putea pune bazele unei mai bune înțelegeri a modului în care funcționează creierul, a originilor bolilor neurologice și nu numai.

În 2017, o companie de tehnologie digitală din Belgia numită IMEC, împreună cu Institutul Medical Howard Hughes, a introdus sonda Neuropixels, un instrument de înregistrare a activității celulelor cerebrale, sau a neuronilor.

„Dispozitivul a revoluționat domeniul neuroștiințelor”

Tehnologiile anterioare de înregistrare a activității neuronilor se bazau, în general, pe electrozi relativ mari, introduși în creier. „Acestea pot eșantiona activitatea a mii de celule cerebrale în același timp, dar acest lucru produce o imagine neclară”, spune Angelique Paulk, autor principal al studiului.

„Este ca și cum ai putea înregistra sute de voci individuale, fiecare cu propriul microfon”, spune Paulk.

Cu toate acestea, sonda Neuropixels originală a fost concepută ca instrument de cercetare pentru a fi utilizată pe animale mici de laborator, cum ar fi rozătoarele. Neurologii și-au manifestat imediat interesul pentru un instrument care să poată fi folosit pentru a studia creierele umane, ceea ce a necesitat unele modificări.

De exemplu, sonda Neuropixels originală era prea fragilă pentru a fi utilizată în creierul uman de mari dimensiuni, așa că a trebuit să fie mai groasă. Cu toate acestea, sonda are doar lățimea a aproximativ trei fire de păr.

Șase încercări au eșuat

Cercetarea a urmărit dezvoltarea unor noi tehnici de utilizare a sondei Neuropixels, modificate pentru a înregistra activitatea cerebrală la pacienții umani supuși unei intervenții neurochirurgicale în sala de operație. Nouă pacienți care urmau deja să fie supuși unei intervenții neurochirurgicale, au consimțit să permită neurochirurgilor de la MGH să le înregistreze activitatea cerebrală în timpul procedurilor.

Echipa a întâmpinat dificultăți în utilizarea sondei Neuropixels pe oameni, întrucât șase încercări de înregistrare a activității cerebrale au eșuat, notează Medical Xpress.

Cu toate acestea, ei au reușit să înregistreze cu succes activitatea cerebrală la trei pacienți, unul dintre ei fiind supus unui tratament pentru epilepsie, în timp ce ceilalți doi au primit implanturi pentru a oferi o stimulare cerebrală profundă pentru tratarea tulburărilor de mișcare. La unul dintre ultimii pacienți, echipa a înregistrat activitatea a 202 neuroni individuali.

Noua tehnologie ar putea oferi informații despre modul în care se formează gândurile

„Fiind capabili să eșantionăm 200 de celule în același timp, aflăm cum vorbesc celulele între ele. Această interacțiune specială este cea care permite circuitelor noastre cerebrale să funcționeze”, a explicat autorul studiului.

Decodificarea comunicării dintre neuroni cu ajutorul sondei Neuropixels și a altor instrumente ar putea duce la noi dezvăluiri despre afecțiuni neurologice precum epilepsia și despre modul în care celulele tumorale invadează celulele vecine din creier.

În plus, ar putea ajuta la dezvoltarea unor instrumente care permit persoanelor cu dizabilități să își folosească creierul pentru a opera computere și dispozitive robotice. În cele din urmă, această nouă tehnologie ar putea oferi informații neprețuite despre însăși natura cogniției, cum ar fi modul în care ne formăm gândurile și percepem lumea din jurul nostru.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Peștii din recifele de corali, în pericol de dispariție. Dovezile descoperite în urma unui studiu

Cel mai mare organism de pe Pământ este devorat încetul cu încetul de cerbi

Un studiu arată că îngrijirea nepoților nu te va face să te simți mai tânăr

Cercetătorii au descoperit două noi tratamente care reduc alergia la arahide în cazul copiilor