Microscopios portátiles ofrecen información sobre regiones inaccesibles de la médula espinal

En la regulación general de funciones cruciales, desde la respiración hasta el movimiento, la médula espinal actúa como un mensajero que transmite señales entre el cerebro y el cuerpo. Sin embargo, la tecnología ha dificultado la comprensión de los científicos a nivel celular de cómo la médula espinal transmite señales de dolor. Ahora, los científicos han desarrollado microscopios portátiles que ofrecen una visión sin precedentes de los patrones de señalización que se producen en la médula espinal de los ratones. Este avance tecnológico mejorará significativamente la comprensión de los investigadores sobre la base neuronal del movimiento y las sensaciones tanto en contextos de salud como de enfermedad, como el dolor crónico, la picazón, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la esclerosis múltiple (EM).

Los microscopios portátiles creados por científicos del Instituto Salk para Estudios Biológicos (La Jolla, CA, EUA), que tienen un ancho de aproximadamente siete a catorce milímetros, comparable al tamaño de la médula espinal humana o el dedo meñique, proporcionan imágenes multicolor de alta resolución y alto contraste en tiempo real de áreas previamente inaccesibles de la médula espinal. El microscopio portátil puede funcionar en conjunto con un implante de microprisma, que consiste en un pequeño elemento de vidrio reflectante colocado junto a las regiones de interés del tejido.

Utilizando estos microscopios de última generación, los científicos buscaron nueva información sobre el sistema nervioso central. Específicamente, su objetivo era capturar imágenes de astrocitos, células gliales no neuronales en forma de estrella, presentes en la médula espinal. Estudios previos realizados por el equipo indicaron que los astrocitos juegan un papel inesperado en el procesamiento del dolor. Los hallazgos mostraron que apretar las colas de los ratones desencadenó la activación de los astrocitos, enviando señales coordinadas a través de los segmentos de la médula espinal. Tal visualización sin precedentes de la actividad de los astrocitos y cualquier actividad celular en las regiones de la médula espinal de animales en movimiento era inalcanzable antes de que se inventaran los nuevos microscopios. El equipo ya ha iniciado experimentos que exploran cómo las diferentes condiciones de dolor alteran la actividad neuronal y no neuronal en la médula espinal y cómo la actividad celular anormal puede controlarse mediante diversos tratamientos.

“Estos nuevos microscopios portátiles nos permiten ver la actividad nerviosa relacionada con las sensaciones y el movimiento en regiones y a velocidades inaccesibles para otras tecnologías de alta resolución”, dijo el autor principal Axel Nimmerjahn, profesor asociado y director del Centro de Biofotónica Avanzada Waitt. “Nuestros microscopios portátiles cambian fundamentalmente lo que es posible al estudiar el sistema nervioso central”.

“Poder visualizar cuándo y dónde ocurren las señales de dolor y qué células participan en este proceso nos permite probar y diseñar intervenciones terapéuticas”, agregó Daniela Duarte, coautora de uno de los estudios. “Estos nuevos microscopios podrían revolucionar el estudio del dolor”.

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Instituto Salk