08 octubre 2014

La iluminación de la actividad cerebral del pez cebra con lightsheet fluorescence microscopy

Watch This: Brain Activity Illuminated in a Zebrafish

By Breanna Draxler | March 18, 2013 12:18 pm

Neurons firing in a zebrafish larva. Courtesy of Misha B. Ahrens and Philipp J. Keller, Howard Hughes Medical Institute.
The possibility of someday recording all the neurons firing in a living creature’s central nervous system has inspired generations of neuroscientists. Now a group of researchers at the Howard Hughes Medical Institute has finally achieved the feat.
The scientists studied live zebrafish larvae that had been genetically encoded with a calcium indicator called GCaMP5G. They suspended the larva in a gel and then beamed it with lasers. Just before a neuron fires, its action potential is expressed via a spike in calcium ions, so when one of the genetically modified larva’s neurons reached its action potential, it glowed. This showed the researchers the firing of the neurons without them having to attach a bunch of electrodes to the fish.
Over the course of an hour the researchers used laser beams to scan the larva every 1.3 seconds, exciting the retina of the zebrafish with each scan. This microscopy method allowed the researchers to record up to 80 percent of the fish’s 100,000 neurons at single-cell resolution.  This is the first time scientists have recorded such a high percentage of an organism’s brain activity at such a high resolution.

Whole-brain imaging of neuronal activity in a larval zebrafish. Courtesy of Misha B. Ahrens and Philipp J. Keller, Howard Hughes Medical Institute.
By seeing how the central nervous system works in its entirety in real-time, the scientists could see complex neuronal connections. For example, the researchers found that the activation of certain neurons in the spinal cord overlapped with the activation of neurons known to be associated with swimming, suggesting that the hindbrain-spinal network is most likely involved in locomotion.

Three-dimensional visualization of hindbrain-spinal circuit in a larval zebrafish. Courtesy of Misha B. Ahrens and Philipp J. Keller, Howard Hughes Medical Institute.
This new method of full central nervous system visualization allowed the scientists to see the bigger picture of brain function, which they published today in Nature Methods. Instead of seeing a snapshot of brain activity in one lobe and trying to correlate it with a particular function, this scanning method shows how the coordinated firing of neurons in different parts of the brain and spinal cord can cause a particular function.
Although the zebrafish larva’s brain is relatively small and simple, the study demonstrates a new method that could be adapted to analyze more complex central nervous systems in the future.

Referencia: Nature Methods 

06 octubre 2014

Premio Nobel por descubrir el "GPS interno" del cerebro que posibilita la orientación en el espacio

Nobel de Medicina 2014 para tres investigadores
Los premiados han descubierto el "GPS interno" del cerebro que posibilita la orientación en el espacio


 


EFE | ÚN.- El estadounidense John O'Keefe y los noruegos May-Britt Moser y Edvard I. Moser fueron galardonados hoy por su descubrimiento de "las células que constituyen el sistema de posicionamiento del cerebro", anunció hoy el Instituto Karolinska de Estocolmo.Según informó el comité al dar a conocer el nombre de los galardonados, los premiados han descubierto el "GPS interno" del cerebro que posibilita la orientación en el espacio.En 1971, explica el Instituto, O'Keefe descubrió los primeros componentes de ese sistema de posicionamiento interno.Constató que un tipo de células nerviosas en el hipocampo siempre se activaban cuando una rata se encontraba en un lugar determinado de una habitación y que otras células se activaban cuando el animal estaba en otro punto.Más de tres décadas después, en 2005, May-Britt y Edvard I. Moser descubrieron "otro componente clave" de ese sistema de posicionamiento del cerebro, al identificar otras células nerviosas que generaban un sistema coordinado y permitían de forma precisa situarse en el espacio.Según el Instituto, "los tres han resuelto un problema que ha ocupado a filósofos y científicos durante siglos: cómo el cerebro crea un mapa del espacio que nos rodea y puede dirigir nuestro camino a través de un entorno complejo". O'Keefe, nacido en 1939 en Nueva York, es doctor de Psicología fisiológica por la Universidad McGill de Canadá en 1967.Actualmente es director del Centro Wellcome Sainsbury de Circuitos Neuronales y Comportamiento en el University College de Londres.May-Britt Moser nació en 1963 en Fosnavåg, Noruega, y estudió psicología en la Universidad de Oslo junto a su futuro marido y también premiado, Edvard Moser.En 2000 fue nombrada catedrática de neurociencia y actualmente es directora del Centro de computación neuronal en la Universidad noruega de Ciencia y Tecnología de Trondheim.Su marido nació en 1962 en Ålesund, Noruega, y es doctorado en Neurofisiología por la Universidad de Oslo. Ahora es director del Instituto Kavli de Sistemas de Neurociencia de Trondheim.