Técnicas de grabación cerebro
Video: Podemos grabar creencias en todos los niveles de frecuencias cerebrales
Las grabaciones más antiguas del cerebro - electroencefalogramas o EEG - se usa electrodos de superficie en el cuero cabelludo para registrar los potenciales cerebrales en curso a partir de grandes áreas del cerebro. La mayor parte de lo que los investigadores saben acerca de la función neuronal individuo (neurofisiología) se inició en aproximadamente la mitad del siglo 20 con la invención y el uso de microelectrodos, que podría probar la actividad de neuronas individuales, y osciloscopios, lo que podría mostrar Eventos milisegundos de duración o menos.
Como muestra la siguiente discusión, varios avances se han hecho en los tipos de dispositivos utilizados para registrar el funcionamiento de las neuronas.
microelectrodos extracelulares individuales
microelectrodos extracelulares son alambres muy delgados, como agujas que están aislados eléctricamente excepto en su punta. Las puntas de estos son del orden del tamaño del cuerpo celular de la neurona (típicamente 20 micrómetros de diámetro, dependiendo del tipo neuronal).
La punta del electrodo se inserta en el tejido neural hasta que la punta pasa a estar cerca de una célula particular, por lo que la tensión de la microelectrodo detecta es casi en su totalidad debido a los potenciales de acción corrientes de los canales iónicos de apertura en que uno soma celular cerca. Estos electrodos también a veces registran los potenciales de acción de los axones cercanas. microelectrodos extracelulares también se han utilizado para estimular las neuronas para disparar mediante la generación de pulsos de corriente a través del electrodo y chocante la neurona para disparar artificialmente.
microelectrodos
microelectrodos son grupos de microelectrodos que la muestra hasta cientos de células simultáneamente. Algunos de éstos se han implantado en los seres humanos paralizados por lo que, por ejemplo, cuando el pensamiento persona de hacer algún movimiento en su cerebro y activa sus neuronas motoras, la señal detectada electrónicamente podría ser utilizado para eludir la médula espinal dañada y activar los músculos directamente por enviando pulsos chocante para ellos. Estas grabaciones se han utilizado también para controlar cursores de ordenador para la comunicación.
electrodos intracelulares de Sharp
Los registros intracelulares en las neuronas de mamíferos se hicieron primero con microelectrodos intracelulares afilados, también llamado pipetas de vidrio. Estas son tubos de vidrio que se calientan en el medio y luego se separaron para que el tubo cuellos abajo y roturas en el medio. La punta en el descanso puede tener un diámetro de menos de un micrómetro y todavía ser hueco! Estos microelectrodos de vidrio son suficientemente pequeña en comparación con una célula de diámetro de 20 micrómetros que se pueden insertar dentro de las células.
Video: Técnicas de grabado
electrodos intracelulares insertados a través de la membrana de la célula permiten a los investigadores para probar la actividad eléctrica dentro de la célula a partir de sus entradas sinápticas. electrodos intracelulares de Sharp se llenan con una solución salina conductora para hacer una conexión eléctrica entre su punta abierta dentro de la célula y amplificadores electrónicos y pantallas.
Un alambre de cloruro de plata dentro de la micropipeta conecta el interior de la célula, a través de la solución salina en la pipeta, a un amplificador electrónico. Micropipetas rinden más información sobre lo que está pasando dentro de la célula, sino porque inevitablemente dañar la célula de la penetración, que no pueden ser implantados de forma permanente como sería necesario para prótesis neuronales que lo haría, por ejemplo, los comandos, la corteza motora registro a aumentar de forma artificial músculos de las personas que están paralizadas.
Video: Técnicas de grabación (video)
electrodos de patch-clamp
microelectrodos patch-clamp se hacen como microelectrodos de vidrio, excepto que, en lugar de ser insertado en la célula, que se colocan contra la membrana celular de manera que el vidrio hace un enlace químico, llamado gigaseal, con la membrana celular.
En el parche de membrana intacta, el electrodo puede controlar corrientes que pasan a través de los canales iónicos en la membrana dentro de la zona gigasello.
En otra configuración, la membrana dentro de la gigaseal se rompe por la presión negativa, pero la gigaseal a lo largo del perímetro de la abertura de la pipeta se mantiene intacta, de modo que, como un microelectrodo intracelular de vidrio, ahora hay continuidad eléctrica entre el interior de la célula a través de la solución salina en la pipeta al aparato de registro.
Video: TÉCNICAS DE GRABACIÓN 1
dispositivos de imágenes ópticas
avances de imagen óptica a finales del siglo 20 y el desarrollo de los tintes de informes condujeron a la utilización de las técnicas de grabación óptica para monitorizar la actividad neuronal. Estas son las tres principales técnicas ópticas para registrar la actividad neuronal:
- monitoreo colorante mediada fluorescente de cambios en la concentración iónica: Esta técnica utiliza tintes fluorescentes (tintes que absorben y luego volver a emitir luz) que cambian su fluorescencia en respuesta a la presencia de iones como el calcio, magnesio o sodio. Los colorantes más comunes monitorear la concentración de calcio, que es normalmente muy bajo en el interior de las neuronas pero típicamente aumenta cuando la neurona está activo, debido a flujo de calcio a través de canales de cationes que no son completamente selectivo para el sodio, y a través de los canales de calcio dependientes de voltaje que a veces son comunes en árboles dendríticos neuronales, así como en el terminal de axón. Esto significa que la actividad dentro de los árboles dendríticas neuronales a veces puede ser observada directamente ópticamente. imágenes ópticas también permite a los investigadores ver la actividad en varias celdas a través de un microscopio. Las proteínas fluorescentes ahora pueden ser expresados en células neuronales específicas en partes específicas del cerebro mediante técnicas transgénicas de alteración del ADN en animales de experimentación.
- monitoreo colorante mediada fluorescente del potencial de membrana: colorantes potenciométricos son colorantes que se unen las membranas celulares neuronales y cambiar cualquiera su fluorescencia o absorción de luz en respuesta al nivel de la despolarización de la membrana. La ventaja de estos colorantes es que dan una lectura directa del potencial eléctrico a través de la membrana de manera que los cambios de membrana se pueden observar si hay o no resultan ser los canales de iones de calcio ahí que fundente. Por otra parte, la señal de estos colorantes es típicamente un orden de magnitud menor que la de colorantes indicadores de calcio. Estas señales más pequeñas son más difíciles de detectar.
- cambios ópticos intrínsecos en el tejido neural excitado, tales como dispersión de la luz: cambios ópticos intrínsecos se producen en el tejido neuronal cuando las células son eléctricamente activo. El origen de estos cambios está claro en el momento de escribir estas líneas, sino que incluye los cambios en la dispersión de la luz debido a la hinchazón celular transitoria o reorganización de las estructuras de orgánulos intracelulares asociados con la activación eléctrica. Una ventaja de las técnicas ópticas intrínsecas es que requieren sin colorantes y son por lo tanto menos invasiva. grabaciones ópticas intrínsecas similares a electroencefalogramas (EEG) se llevan a cabo de forma rutinaria en seres humanos utilizando luz infrarroja.