El cerebro humano realiza del orden de 10.000 millones de operaciones por segundo como resultado de la actividad de más de 80 billones de neuronas. Registrar la actividad de tan solo un 10% de estas células es un desafío para la ciencia. La monitorización de su actividad eléctrica se realiza, de forma habitual, utilizando matrices de microelectrodos. Sin embargo, en un estudio publicado este viernes en la revista Science Advances, los fotones aparecen como la mejor alternativa, segúnexplica Liset Menéndez de la Prida, investigadora del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Gracias a la característica electromagnética de esta partícula, la sonda creada por los investigadores recibe señales ópticas de todo el sistema. Esta nueva tecnología permite leer la actividad del órgano con el objetivo de construir nuevas tecnologías para diagnosticar las enfermedades.
Por ahora, los investigadores de la Universidad de California Santa Cruz han probado su concepto in vitro sobre cardiomiocitos cultivados, las células excitables del corazón con propiedades parecidas a las neuronas, a las cuales va dirigido este trabajo. La tecnología utilizada son unas sondas nanoscópicas que no necesitan ningún cable electrónico y transmiten resultados de una región muy amplia en alta resolución. Estas herramientas diminutas permiten detectar las oscilaciones de los electrones que se generan en dos materiales. Esta nube de partículas muy sensible, con una carga eléctrica elemental negativa, está estimulada por la luz y de ahí, se pueden leer las corrientes eléctricas.
Las sondas actuales consiguen 200 medidas cuando este descubrimiento puede alcanzar diez millones de mediciones
El sistema convierte por lo tanto esta actividad eléctrica en señales ópticas para interpretar el comportamiento de las células excitables (cardiomiocitos o neuronas) con mayor facilidad y mayor amplitud. Según Ali Yanik, principal autor de este estudio e investigador de la universidad americana, los sistemas actuales del mercado, basados en microelectrodos, solo permiten realizar de 200 a 1.000 medidas, cuando su descubrimiento, mediante la cámara y la luz, puede llegar a millones de mediciones.