Técnica de rayos X visualiza estructuras cerebrales microscópicas

Se puede utilizar una nueva técnica de imagenología de rayos X para identificar las células individuales de Purkinje en el cerebelo, de acuerdo con un nuevo estudio.

 

Investigadores de la Universidad de Basilea (UB; Suiza) y el Hospital de la Universidad de Basilea (Suiza) han desarrollado un filtro matemático específico para uso con la tomografía de fase de rayos-X que puede visualizar un volumen de hasta 43 mm3 de muestras de cerebro humano post mortem o de biopsia en tres dimensiones (3D), con una cuantificación automática de las características celulares a una resolución isotrópica de una manera que no requiere marcación. Los investigadores utilizaron la radiación del sincrotrón para determinar los cambios de fase locales, que proporcionan un mejor contraste que las técnicas convencionales de rayos-X que se basan en la atenuación de los rayos X.

 

Utilizando la técnica, tuvieron éxito en el establecimiento de un tamaño de píxel de 0,45 micras, un centenar de veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano. Luego, los investigadores demostraron el método en el cerebelo, identificando de manera automática 5.000 células de Purkinje, con un error de menos de 5%, y se determinó que la densidad superficial local promedio fue de 165 células por mm2. También utilizaron los datos en 3D, para segmentar las estructuras subcelulares, incluyendo el árbol dendrítico y los nucléolos de las células de Purkinje, sin la necesidad de una coloración dedicada. El estudio fue publicado en la edición de septiembre de 2016 de la revista Scientific Reports.

 

“La visión detallada de las estructuras celulares del cerebelo permite, por ejemplo, una mejor descripción de la función motora, la coordinación, y la regulación del equilibrio. Por otra parte, los cambios morfológicos debidos a enfermedades tales como la neurodegeneración, deben poderse reconocer mejor sobre la base de los datos de las imágenes en 3D”, concluyeron la autora principal, Simone Hieber, PhD, del departamento de ingeniería biomédica de la UB, y sus colegas. “En combinación con el software específico, este método podría contribuir a una mejor comprensión y tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas”.

 

Las células de Purkinje son grandes neuronas con muchas extensiones de ramificación que se encuentran en la corteza del cerebelo, y que desempeñan un papel fundamental en el control del movimiento motor. Se caracterizan por cuerpos celulares que tienen forma tipo frasco, por numerosas dendritas ramificadas y por un solo axón largo. Las células de Purkinje liberan ácido gamma-aminobutírico (GABA), un neurotransmisor que inhibe la transmisión de los impulsos nerviosos, lo que les permite a las células regular y coordinar los movimientos motores. Las células fueron descubiertas por primera vez en 1837 por el fisiólogo checo, Jan Evangelista Purkinje.

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