HEIDELBERG, Alemania, 4 de octubre de 2021: un método desarrollado por el Grupo Prevedel en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) permite a los neurocientíficos observar neuronas vivas en las profundidades del cerebro, o cualquier otra célula oculta dentro de un tejido opaco. El método se basa en microscopía de tres fotones y óptica adaptativa.

El método aumenta la capacidad de los científicos para observar astrocitos que generan calcio ondulado en capas profundas de la corteza y para visualizar cualquier otra célula neuronal en el hipocampo, la región del cerebro responsable de la memoria espacial y la navegación. El fenómeno ocurre regularmente en el cerebro de todos los mamíferos vivos. Lina Streich del Grupo Prevedel y sus colaboradores pudieron utilizar la técnica para capturar los detalles finos de estas celdas versátiles con una alta resolución sin precedentes.
Espejo deformable que se utiliza en microscopía para enfocar la luz dentro de los tejidos vivos. Cortesía de Isabel Romero Calvo, EMBL.
Espejo deformable que se utiliza en microscopía para enfocar la luz dentro de los tejidos vivos. Un equipo de EMBL combinó la óptica adaptativa y la microscopía de tres fotones para respaldar la capacidad del personal médico de obtener imágenes de las profundidades del hipocampo. Cortesía de Isabel Romero Calvo, EMBL.

En neurociencias, los tejidos cerebrales generalmente se observan en pequeños organismos modelo o en muestras ex vivo que necesitan ser cortadas para ser observadas, las cuales representan condiciones no fisiológicas. La actividad normal de las células cerebrales tiene lugar solo en animales vivos. El cerebro del ratón, sin embargo, es un tejido muy disperso, dijo Robert Prevedel. "En estos cerebros, la luz no se puede enfocar con mucha facilidad, porque interactúa con los componentes celulares", dijo. “Esto limita la profundidad con la que se puede generar una imagen nítida y hace que sea muy difícil enfocarse en estructuras pequeñas en el interior del cerebro con técnicas tradicionales.

“Con las técnicas tradicionales de microscopía cerebral de fluorescencia, la molécula de fluorescencia absorbe dos fotones cada vez, y puede asegurarse de que la excitación causada por la radiación se limite a un volumen pequeño. Pero cuanto más viajan los fotones, es más probable que se pierdan debido a la dispersión ".

Una forma de superar esto es aumentar la longitud de onda de los fotones excitantes hacia el infrarrojo, lo que garantiza que el fluoróforo absorba suficiente energía de radiación. Además, el uso de tres fotones en lugar de dos permite obtener imágenes más nítidas en las profundidades del cerebro. Sin embargo, quedaba otro desafío: asegurarse de que los fotones estén enfocados, de modo que toda la imagen no se vea borrosa.