¿Qué son los Neuropixels?

Los Neuropixels son sondas de silicio en miniatura capaces de registrar la actividad de cientos de grupos de neuronas de diferentes partes del cerebro de manera simultánea. Estos sofisticados dispositivos de nueva generación fueron desarrollados en 2017 por el Centro Interuniversitario de Microelectrónica (IMEC, de sus siglas en inglés) de Bélgica y ha supuesto un importante avance en el estudio del funcionamiento del cerebro siendo utilizado en numerosas investigaciones en neurociencia.

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Antes de esta nueva tecnología era sumamente complicado acceder al tejido cerebral en cuestión sin alterar las conexiones cerebrales y mucho menos medir la actividad de diversas zonas. El IMEC mostró sus resultados exitosos usando estos mecanismos en noviembre de 2017. En estapublicación explican de manera oficial su funcionamiento;  cuya investigación fue publicada en la revista Naturebajo el título Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity.  Puedes ver en este enlace el video oficial sobre el descubrimiento.  continuación el video oficial de la noticia del nuevo descubrimiento.

¿Cómo funciona el Neuropixel?

El Neuropixel es un dispositivo que se inserta en el tejido cerebral y que mide exactamente 10 milímetros de largo y que incorpora los electrodos necesarios (100 cada mm) para registrar la actividad eléctrica de las neuronas del área en cuestión. Con casi 1.000 sensores eléctricos colocados a lo largo de la sonda, más delgada que un cabello humano, pero con la suficiente longitud para acceder a muchas regiones del cerebro permite medir la actividad de cientos de neuronas de manera individual o grupal en función de lo que la investigación requiera. 

Estas sondas permiten captar variaciones muy leves en los cambios y retrasos eléctricos ante diversos estímulos que se le presentan al sujeto de estudio. La interpretación de estos datos permite crear mapas de alta resolución de la actividad eléctrica del cerebro. Gracias a esta tecnología se pueden recrear las carreteras por las que circula la información en nuestro cerebro. 

Para comprender cómo funciona el cerebro, debemos medir la actividad conjunta de una miríada de neuronas individuales distribuidas en las regiones del cerebro. Hasta hace poco, esto era imposible: los métodos de registro podían resolver la actividad de neuronas individuales o monitorear múltiples regiones del cerebro.

Aplicaciones del neuropíxel

Los beneficios de aplicar esta técnica son enormes y de gran aplicación en neurociencia siendo estas investigaciones de las más realizadas en este campo; dada la gran importancia de entender cómo funciona el cerebro. Conocer mejor la fisiología del cerebro puede ayudar a detectar las regiones del cerebro que se ven afectadas en determinadas enfermedades neurológicas; como la esquizofrenia y similares. De esta forma, se podrá ayudar a la creación de fármacos que puedan corregir o mitigar los efectos de estas disfunciones en las personas que las padecen, mejorando por tanto su salud. Los campos de estudios que se van a beneficiar de la técnica son muchos y diversos. La salud. Por ejemplo, recientemente se ha logrado recrear un mapa de cómo funciona el sistema visual en nuestro cerebro detectando que se llega a utilizar entre un 30% y un 50% nuestras corteza cerebral. Los Neuropixels han sido quizás uno de los mayores avances en neurociencia de nuestra época reciente. 

Referencias

IMEC (2017). Imec designs and fabricates world-first miniature neural probe for simultaneous recording of multiple brain regions at neuronal resolution. Extraído el 23 de enero de 2021 de https://www.imec-int.com/en/articles/imec-designs-and-fabricates-world-first-miniature-neural-probe-for-simultaneous-recording-of-multiple-brain-regions-at-neuronal-resolutionJun, J., Steinmetz, N., Siegle, J. et al. Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity. Nature 551, 232–236 (2017). https://doi.org/10.1038/nature24636

Imágenes: IMEC