Un nuevo nanosensor óptico que permite una medición más precisa y un mapeo espacio-temporal del cerebro también muestra el camino a seguir para el diseño de futuros sensores multimodales y una gama más amplia de aplicaciones. dicen los investigadores en un artículo publicado en la edición actual de Neurofotónica . La revista es publicada por SPIE, la sociedad internacional de óptica y fotónica.

La actividad neuronal da como resultado la liberación de potasio ionizado en el espacio extracelular. En condiciones fisiológicas y patológicas activas, Los niveles elevados de potasio deben regularse rápidamente para permitir la actividad posterior. Esto implica la difusión de potasio a través del espacio extracelular, así como la recaptación por neuronas y astrocitos.

La medición de los niveles de potasio liberados durante la actividad neuronal ha involucrado microelectrodos sensibles al potasio, y hasta la fecha ha proporcionado solo medición de un solo punto y resolución espacial indefinida en el espacio extracelular.

Con un diseño de nanosensor sensible al potasio ionizado basado en imágenes de fluorescencia, un equipo de investigación de la Universidad de Lausana pudo superar desafíos como la sensibilidad a pequeños movimientos o la deriva y difusión de tintes dentro de la región estudiada, mejorando la precisión y permitiendo el acceso a áreas del cerebro que antes eran inaccesibles.

El trabajo de Joel Wellbourne-Wood, Teresa Rimmele, y Jean-Yves Chatton se informa en "Imágenes de la dinámica del potasio extracelular en el tejido cerebral utilizando un nanosensor sensible al potasio". El artículo está disponible gratuitamente para su descarga.

"Este es un avance tecnológico que promete arrojar nueva luz, tanto literal como figurativamente, sobre la comprensión de la homeostasis cerebral, " dijo Neurofotónica editor asociado George Augustine, de la Universidad de Duke. "No solo es mucho menos invasivo que los métodos anteriores, pero agrega una dimensión espacial crucial a los estudios del papel de los iones de potasio en la función cerebral ".

Es probable que este nanosensor sensible al potasio ayude a futuras investigaciones de los mecanismos químicos y sus interacciones dentro del cerebro. los autores señalan. Las imágenes espacio-temporales creadas por los datos recopilados también permitirán investigar la posible existencia de microdominios de potasio alrededor de las neuronas activadas y la extensión espacial de estos dominios. El estudio confirma la practicidad del nanosensor para la obtención de imágenes en el espacio extracelular, y también destaca la gama de posibles extensiones y aplicaciones de la estrategia de nanosensores.