Pesquisadores redefiniram como a luz é entregue ao cérebro, criando uma nova plataforma de imageamento que pode rastrear a atividade elétrica de quase 200 neurônios simultaneamente em velocidades e profundidades recordes. A tecnologia, chamada FlatMux, foi desenvolvida por uma equipe da Universidade Rockefeller e publicada na Nature Methods.
A Pesquisa
Liderada por Alipasha Vaziri, chefe do Laboratório de Neurotecnologia e Biofísica da Rockefeller, a equipe projetou uma plataforma de imageamento de dois fótons que captura sinais elétricos em tempo real de neurônios em tecido cerebral vivo. Métodos tradicionais como imageamento de cálcio são lentos e indiretos, medindo picos de cálcio em vez dos impulsos elétricos reais. O FlatMux supera isso usando indicadores de voltagem geneticamente codificados (GEVIs) que fluorescem em resposta a mudanças de voltagem, permitindo a medição direta do disparo neuronal.
A inovação chave está na entrega de luz. Em vez de usar varredura mecânica a laser, que cria trade-offs entre potência do laser, aquecimento do tecido e sensibilidade do sinal, o FlatMux usa uma cavidade óptica para dividir um feixe de laser em pulsos precisamente temporizados. Isso entrega 150 milhões de amostras por segundo através da amostra, minimizando o aquecimento enquanto maximiza o rendimento de fótons por neurônio. O resultado: taxas de quadro de até 2.000 Hz em profundidades de 500 micrômetros, gravando de quase 200 neurônios em camadas corticais únicas ou múltiplas em camundongos acordados com a cabeça fixa.
O sistema pode até detectar sinais sinápticos sublimiares — flutuações fracas de voltagem que ocorrem antes dos potenciais de ação — permitindo que pesquisadores mapeiem a conectividade funcional e observem computação paralela através de redes neurais enquanto animais se engajam em comportamento sensorial.
Por Que Isso Importa
Esta tecnologia abre uma nova janela para como o cérebro processa informações. Ao observar a atividade elétrica de muitos neurônios simultaneamente, cientistas podem começar a entender como a cognição emerge de redes distribuídas em vez de neurônios individuais. Para qualquer pessoa curiosa sobre seu próprio cérebro, esta pesquisa ressalta que nossas habilidades cognitivas — atenção, memória, tomada de decisão — dependem de atividade rápida e coordenada em milhões de células. Ferramentas como o FlatMux podem eventualmente levar a melhores diagnósticos para condições neurológicas onde a comunicação em rede se rompe, como epilepsia ou doença de Alzheimer.
O Que Você Pode Fazer
Embora você não possa construir um FlatMux em casa, pode apoiar a rede do seu cérebro se envolvendo em atividades cognitivamente estimulantes. Desafie seus circuitos neurais com quebra-cabeças, aprenda uma nova habilidade ou faça nosso teste de QI adaptativo gratuito para obter uma linha de base de seus pontos fortes cognitivos. O treinamento cerebral regular pode ajudar a manter a velocidade e eficiência de suas conexões neurais.
Fonte: Neuroscience News
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