Ciência e Tecnologia
publicado em 12/04/2013 às 17h40:00
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Dispositivo com LEDs ajuda a identificar e mapear circuitos cerebrais

 
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Foto: John A. Rogers/University of Illinois
Foto: John A. Rogers/University of Illinois
Foto: Thompson-McClellan/University of Illinois
Dispositivo, contendo diodos emissores de luz, pode ser injetado dentro do cérebro e outros órgãos Dispositivo pode ser injetado profundamente no cérebro para iluminar os mistérios fundamentais da neurociência John A. Rogers, líder da pesquisa
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Dispositivo, contendo diodos emissores de luz, pode ser injetado dentro do cérebro e outros órgãos
Dispositivo pode ser injetado profundamente no cérebro para iluminar os mistérios fundamentais da neurociência
John A. Rogers, líder da pesquisa

Cientistas da Washington University School of Medicine e da University of Illinois, nos EUA, desenvolveram um pequeno dispositivo eletrônico contendo diodos emissores de luz (LEDs) que podem identificar e mapear diferentes circuitos cerebrais.

O dispositivo, capaz de ativar as células do cérebro por meio da luz, vai ajudar no estudo de circuitos cerebrais envolvidos em comportamentos relacionados ao sono, vício, depressão e ansiedade.

"Compreender que populações de neurônios estão envolvidas nestes comportamentos complexos pode nos permitir atingir as células específicas do cérebro que têm mal funcionamento na depressão, dor, vício e outros distúrbios", afirma o co-investigador principal Michael R. Bruchas.

A pesquisa, liderada por John A. Rogers, foi descrita na revista Science.

Os neurocientistas projetaram o dispositivo com LED em microescala mais fino que um fio de cabelo humano. Esta foi a primeira aplicação dos LEDs na optogenética, área de neurociência que utiliza a luz para estimular as vias específicas no cérebro.

Os cientistas implantaram o dispositivo nos cérebros de ratos que tinham sido geneticamente modificados de modo que algumas de suas células cerebrais poderiam ser ativadas e controladas com luz.

Embora um número de vias importantes no cérebro possa ser estudado com optogenética, muitos neurocientistas têm lutado contra o desafio de entregar a luz em locais precisos profundos do cérebro. A maioria dos métodos consiste em amarrar animais com lasers e cabos de fibra óptica, o que limita seus movimentos e altera os comportamentos naturais.

No entanto, com o novo dispositivo, os ratos se movem livremente e foram capazes de explorar um labirinto ou correr em uma roda. Os LEDs eletrônicos estão alojados em uma pequena fibra implantada no interior do cérebro. Isso é importante para a capacidade do dispositivo para ativar os neurônios apropriados, segundo os pesquisadores.

Usando a luz dos LEDs em escala celular para estimular as células produtoras de dopamina no cérebro, os investigadores ensinaram os ratos a enfiar o nariz através de um furo específico de um labirinto. Cada vez que um rato enfiasse seu nariz através do orifício, isso provocaria o sistema sem fios a ativar os LEDs do dispositivo implantado, o qual, em seguida, iria emitir luz, causando a liberação dos neurônios de dopamina, produto químico relacionado com o sistema de recompensa natural do cérebro.

"Nós usamos os dispositivos LED para ativar as redes de células cerebrais que são influenciadas pelas coisas classificadas como gratificantes na vida, como sexo ou chocolate. Quando as células do cérebro foram ativadas para liberar dopamina, os ratos aprenderam rapidamente a enfiar o nariz através do buraco, mesmo que não recebessem nenhuma comida como recompensa. Eles também desenvolveram uma preferência associada à área perto do buraco e tenderam a ficar em torno dessa parte do labirinto", explica o coautor Jordan G. McCall.

Os investigadores acreditam que os implantes de LED podem ser úteis em outros tipos de estudos neurocientíficos ou podem ser aplicados a diferentes órgãos. Dispositivos relacionados já estão sendo usados para estimular os nervos periféricos para controle da dor. Além dos pequenos LEDs, os dispositivos também carregam sensores para detectar a temperatura e a atividade elétrica no interior do cérebro.

Bruchas e seus colegas já começaram outros estudos com ratos, utilizando os dispositivos de LED para manipular circuitos neuronais que estão envolvidos em comportamentos sociais. Isso pode ajudar os cientistas a entender melhor o que se passa no cérebro de pessoas com doenças como depressão e ansiedade.

"Acreditamos que estes dispositivos nos permitem estudar o estresse e comportamentos complexos de interação social. Essa tecnologia nos permite mapear os circuitos neurais associados ao estresse e à dor de forma muito mais eficaz", conclui Bruchas.

University of Illinois
Pequeno dispositivo eletrônico contendo diodos emissores de luz (LEDs) pode identificar e mapear diferentes circuitos cerebrais

Fonte: Isaude.net
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