Biólogos aplican técnicas de óptica espacial para estudiar el cerebro de los ratones

Un grupo de biólogos ha aplicado un sistema óptico empleado por astrónomos en la depuración de imágenes de cuerpos estelares para estudiar con mayor claridad y profundidad organismos vivos como el cerebro de un ratón.

Científicos de la Howard Hugues Medical Institute de Maryland presentaron hoy este proyecto durante la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS) en Washington.

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los biólogos al analizar muestras diminutas de organismos vivos en el microscopio es que la luz es rebotada por las células en diferentes direcciones de manera imprevisible, lo que reduce notablemente la precisión de las imágenes.

El equipo comandado por Eric Betzig y Na Ji lleva trabajando la última década para evitar esta distorsión en las imágenes microscópicas a través la combinación de la óptica adaptativa de los astrónomos y de una nueva tecnología de "microscopía fluorescente de dos fotones".

Los primeros resultados de los avances de Betzig y su equipo fueron publicados en 2009, donde mostraron la considerable mejoría en la precisión de las imágenes obtenidas de muestras de cerebro de ratones.

Básicamente, su idea consiste en imitar la técnica desarrollada por los astrónomos para reducir la distorsión de objetos espaciales a través de estrellas guías a las que aplican luz y de la que luego deducen, mediante unos "sensores de ondas" aplicados a los telescopios, la variación en estas estrellas guía para conseguir imágenes de mayor exactitud en los cuerpos que quieren estudiar.

Como los biólogos no pueden utilizar estos sensores sobre organismos vivos, Betzig y su equipo inyectan unas gotas fluorescentes en el cerebro de los roedores y emplean un dispositivo denominado "modulador espacial de luz", de apenas 2,5 centímetros, para reducir las oscilaciones de luz en las imágenes de trozos de cerebro extraído de estos animales.

Posteriormente, Na Ji decidió dar un paso más y aplicó esta técnica a ratones vivos.

Mediante la utilización de ingeniería genética Ji etiquetó los cerebros de fetos de ratones con marcadores neuronales fluorescentes a los que aplicó estas mismas gotas luminosas.

Cuando los ratones crecen, Ji crea ventanas en el cerebro de los animales sustituyendo trozos de cráneo por una cubierta de cristal transparente, a través de la cual observa el cerebro de los ratones vivos utilizando las gotas fluorescentes previamente implantadas que reducen las ondulaciones de la luz.

Desde su llegada al centro de investigación, el equipo de Betzig ha logrado mejorar las imágenes microscópicas entre 10 y 20 veces más precisas que los microscopios convencionales.

"Lo que hacemos es primitivo comparado con la sofisticación que emplea la comunidad de astrónomos. Todavía tenemos mucho que aprender de los astrónomos", explicó Betzig.

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Héctor A. Chacón C CI 17.931.3220 CRF 3er Parcial