Un cráneo transparente impreso en 3D proporciona una mirada interna al cerebro

Un cráneo transparente impreso en 3D proporciona una mirada interna al cerebro. / Science Daily.
Un cráneo transparente impreso en 3D proporciona una mirada interna al cerebro. / Science Daily.

El dispositivo podría proporcionar una nueva perspectiva para la investigación cerebral sobre las conmociones cerebrales, el Alzheimer y el Parkinson.

Un cráneo transparente impreso en 3D proporciona una mirada interna al cerebro

Los investigadores de la Universidad de Minnesota han desarrollado un implante de cráneo transparente impreso en 3D único para ratones que brinda la oportunidad de observar la actividad de toda la superficie del cerebro en tiempo real. El dispositivo permite la investigación fundamental del cerebro que podría proporcionar una nueva visión para las condiciones del cerebro humano, como conmociones cerebrales, enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

"Lo que estamos tratando de hacer es ver si podemos visualizar e interactuar con grandes partes de la superficie del cerebro del ratón, llamada corteza, durante largos períodos de tiempo. Esto nos dará nueva información sobre cómo funciona el cerebro humano", dijo Suhasa Kodandaramaiah, coautor del estudio y profesor adjunto de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Minnesota Benjamin Mayhugh en la Facultad de Ciencias e Ingeniería. "Esta tecnología nos permite ver la mayor parte de la corteza en acción con un control y precisión sin precedentes al mismo tiempo que estimula ciertas partes del cerebro".

En el pasado, la mayoría de los científicos han examinado las pequeñas regiones del cerebro y han tratado de entenderlo en detalle. Sin embargo, los investigadores ahora están descubriendo que lo que sucede en una parte del cerebro probablemente afecta a otras partes del cerebro al mismo tiempo.

Uno de sus primeros estudios con el dispositivo nombrado See-Shell, examina cómo las conmociones cerebrales leves en una parte del cerebro afectan a otras partes del cerebro a medida que se reorganiza estructural y funcionalmente. Kodandaramaiah dijo que los cerebros de los ratones son muy similares en muchos aspectos a los cerebros humanos, y este dispositivo abre la puerta a investigaciones similares en ratones que observan enfermedades cerebrales degenerativas que afectan a los humanos como el Alzheimer o la enfermedad de Parkinson.

La tecnología permite a los investigadores ver los cambios globales por primera vez en una resolución temporal sin precedentes. En un video producido con el dispositivo, los cambios en el brillo del cerebro del ratón se corresponden con un aumento y disminución de la actividad neuronal. Los destellos sutiles son períodos en los que todo el cerebro se activa repentinamente. Los investigadores aún están tratando de entender la razón de tal actividad coordinada global y lo que significa para el comportamiento.

"Estos son estudios que no pudimos realizar en humanos, pero son extremadamente importantes en nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro para poder mejorar los tratamientos para las personas que experimentan lesiones o enfermedades cerebrales", dijo Timothy J. Ebner, coautor del estudio y profesor de la Universidad de Minnesota y director del Departamento de Neurociencia en la Escuela de Medicina.

Para hacer el See-Shell, los investigadores escanearon digitalmente la superficie del cráneo del ratón y luego utilizaron los escaneos digitales para crear un cráneo transparente artificial que tiene los mismos contornos que el cráneo original. Durante una cirugía precisa, la parte superior del cráneo del ratón se reemplaza con el dispositivo de cráneo transparente impreso en 3D. El dispositivo permite a los investigadores registrar la actividad cerebral simultáneamente mientras toman imágenes de todo el cerebro en tiempo real.

Otra ventaja de usar este dispositivo es que el cuerpo del ratón no rechazó el implante, lo que significa que los investigadores pudieron estudiar el mismo cerebro de ratón durante varios meses. Los estudios en ratones durante varios meses permiten a los investigadores estudiar el envejecimiento cerebral de una manera que llevaría décadas estudiar en humanos.

"Este nuevo dispositivo nos permite observar la actividad cerebral en el nivel más pequeño, enfocándose en neuronas específicas y al mismo tiempo obtener una visión general de una gran parte de la superficie cerebral a lo largo del tiempo", dijo Kodandaramaiah. "Desarrollar el dispositivo y demostrar que funciona es solo el comienzo de lo que podremos hacer para avanzar en la investigación del cerebro".  @mundiario

 

 

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