El magnetómetro óptico realiza la primera detección no invasiva de impulsos nerviosos

Es sorprendentemente difícil precisar qué está haciendo un nervio determinado en un momento dado. La danza electroquímica de la función neuronal nunca se detiene y se sincroniza con el ritmo de la red en modo predeterminado con más fuerza que con cualquier reloj externo. Las neuronas reciben y transmiten información constantemente, pero un potencial de acción eléctrica se mide en milivoltios y solo cambia el campo magnético alrededor de una neurona en unos pocos picoTesla.

Hasta ahora, esta pequeña variación ha significado que necesitábamos métodos invasivos para obtener cualquier información sobre la función de los nervios vivos. Ahora, científicos de Dinamarca han utilizado un dispositivo revolucionario para una técnica de imagen neuronal totalmente nueva : un magnetómetro óptico que puede medir la función de un solo nervio desde fuera del cuerpo, con precisión de nivel cuántico.



PONER EL IMÁN EN LA CABEZA

PONER EL IMÁN EN LA CABEZA



De hoy los mejores métodos para discernir la función de un nervio siguen siendo bastante invasivos. O tenemos que introducir un electrodo en un nervio, lo cual es bastante perturbador, o tenemos que diseccionar una criatura y enhebrar una de sus neuronas a través de una pequeña bobina conductora en un máquina llamada CALAMAR . De cualquier manera, no somos muy buenos para sacar información de los nervios in vivo. Y la neurociencia ha necesitado otra forma de ver los nervios en tiempo real desde fuera del cuerpo, preferiblemente a temperatura ambiente.

Ahí es donde entra el magnetómetro óptico. Estos dispositivos funcionan porque utilizan un láser que detecta el cambio en la polarización de los átomos de cesio gaseoso cuando están sujetos a un campo magnético cambiante. El flujo inducido por un potencial de acción eléctrico provoca un aleteo en la luz polarizada, que el magnetómetro puede detectar. Y la sensibilidad de estos dispositivos es incomparable: su resolución está limitada solo por efectos cuánticos como el ruido de disparo cuántico de la luz .



Magnetómetro óptico

El magnetómetro óptico funciona continuamente e incluso pudo discernir la forma del campo magnético en tiempo real.

El gran avance aquí está en la aplicación. Este tipo de magnetometría nunca antes se había aplicado a células vivas, en parte porque el flujo magnético generado por un potencial de acción es muy pequeño: nueve órdenes de magnitud más pequeño que el imán de nevera promedio. Ese tipo de precisión es bastante difícil de conseguir, por no hablar de su uso in vivo. Pero la combinación de cómo usa el láser y el tamaño diminuto del extremo del sensor significa que este dispositivo puede apuntar a un nervio y ver qué está haciendo ese nervio en particular, excluyendo las fibras que lo rodean. Jensen y compañía. lo probé en una rana y usó el magnetómetro para detectar cuándo estaba disparando su nervio ciático.

Un descubrimiento como este tiene el potencial de cambiar todo el campo de las imágenes cerebrales. El equipo que realizó este proyecto señala que 'El magnetómetro (es) perfecto para diagnósticos médicos en áreas fisiológicas / clínicas como cardiografía de fetos, respuestas sinápticas en la retina y magnetoencefalografía', o presumiblemente cualquier otra cosa que requiera imágenes cerebrales no invasivas en ese momento. dominio. Y no pasará mucho tiempo hasta que usemos esta técnica en humanos. Este es un claro paso adelante tanto para la investigación básica como para las ciencias biomédicas.



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