Una pipeta capaz de activar neuronas individuales

Innovación en la Neurociencia: Una Nueva Pipeta para el Estudio de Neuronas

Investigadores de la Universidad de Linköping han dado un paso significativo en la comprensión del cerebro humano mediante el desarrollo de un innovador tipo de pipeta. Este dispositivo tiene la capacidad de distribuir iones en neuronas individuales sin alterar el entorno delicado que las rodea, conocido como el milieu extracelular. Controlar la concentración de diversos iones es crucial para obtener información sobre cómo interactúan entre sí las células cerebrales y cómo se ven afectadas por diferentes condiciones.

La Importancia del Milieu Extracelular

En el cerebro humano residen entre 85 y 100 mil millones de neuronas. Estas neuronas no están solas; además, hay un número similar de células gliales que apoyan su función, proporcionando nutrientes, oxígeno y sostén. Entre estas células se encuentra el milieu extracelular, que contiene fluidos esenciales.

El equilibrio de iones entre el interior y exterior de las células es fundamental para la función neuronal. Por ejemplo, las neuronas se activan al cambiar la concentración de iones de potasio. Comprender cómo estas concentraciones influyen en la actividad neuronal es uno de los muchos retos en la neurociencia actual.

Retos en el Estudio de Iones

Los intentos previos de manipular el milieu extracelular a través del bombeo de líquidos han presentado desafíos. Estos métodos a menudo alteran el frágil equilibrio bioquímico de las neuronas, lo que dificulta identificar si los cambios en la actividad cerebral son causados por los fluidos externos o por otras interacciones.

Para superar este obstáculo, el equipo del Laboratorio de Electrónica Orgánica en la Universidad de Linköping desarrolló un micropripeta de solo 2 micrómetros de diámetro. Este tamaño es comparable al grosor de un cabello humano, lo que permite una precisión sin precedentes al añadir iones, como sodio o potasio, en el medio celular.

Un Nuevo Método para Estudiar Neuronas y Células Gliales

La pipeta microelectrónica permite la manipulación controlada de iones y también se utiliza para estudiar la actividad de células gliales, especialmente los astrocitos. Estas células cumplen funciones vitales en el cerebro, pero su estudio ha sido complicado porque no responden a estímulos eléctricos de la misma forma que las neuronas.

Los experimentos iniciales se han llevado a cabo utilizando secciones de tejido cerebral del hipocampo de ratones. Sorprendentemente, aunque las neuronas no respondieron de inmediato a los cambios en la concentración de iones, los astrocitos reaccionaron de forma muy dinámica. Este hallazgo sugiere que existe una interacción compleja entre las diferentes células cerebrales que no se había logrado observar con tecnologías anteriores.

Innovación en el Diseño de la Pipeta

La nueva pipeta se fabrica calentando un tubo de vidrio y estirándolo hasta crear una punta extremadamente fina. Aunque este tipo de micropipetas ya se utilizan en neurología para medir la actividad eléctrica cerebral, el equipo de trabajo ha introducido una membrana especial que permite la creación de actividad a través de medios químicos.

De acuerdo con Daniel Simon, profesor en la universidad, este diseño puede aprovechar el conocimiento existente sobre el uso de herramientas en neurología, lo que facilita su adopción por otros investigadores en el campo.

Próximos Pasos en la Investigación

El futuro de esta investigación es prometedor. El siguiente objetivo del equipo es estudiar la señalización química en tejido cerebral sano y enfermo, utilizando este micropripeta. Además, planean investigar la distribución de medicamentos y sus efectos en enfermedades neurológicas como la epilepsia.

La integración de este nuevo método en la práctica clínica podría revolucionar la forma en que se abordan las enfermedades neurológicas, ofreciendo una forma más precisa de interactuar con las células cerebrales. Además, este avance podría abrir la puerta a descubrir nuevas terapias y tratamientos que cambien la vida de millones de personas que sufren de desórdenes neurológicos.

Conclusión

El desarrollo de una nueva pipeta por parte de investigadores de la Universidad de Linköping no solo representa un avance técnico significativo, sino que también transforma nuestra comprensión de las interacciones celulares en el cerebro. A medida que se exploran nuevas aplicaciones, el potencial para mejorar los tratamientos de enfermedades neurológicas se vuelve cada vez más claro. Este tipo de innovación es crucial en un momento en que la ciencia se dirige hacia una mayor personalización y precisión en el tratamiento de condiciones complejas.

Resumen

Investigadores de la Universidad de Linköping han creado una pipeta innovadora que permite la distribución precisa de iones en neuronas individuales, sin alterar su entorno externo. Este avance podría revolucionar el estudio de la actividad neuronal y el tratamiento de enfermedades neurológicas como la epilepsia. Con el potencial para ofrecer nuevos tratamiento y mejorar nuestra comprensión de la comunicación celular en el cerebro, esta herramienta representa un cambio significativo en la neurociencia moderna.