Nova técnica microscópica consegue observar a atividade cerebral sem recurso a cirurgia

Daniel Razansky / University and ETH Zurich

Uma equipa da Universidade de Zurique, na Suíça, descobriu uma nova técnica microscópica que é capaz de examinar o cérebro de forma quatro vezes mais profunda, sem precisar de qualquer intervenção cirúrgica.

Atualmente, os microscópios têm a passagem de luz bloqueada pelo crânio, por isso é necessário remover parte do couro cabeludo e perfurar o crânio até chegar ao cérebro. No entanto, com a nova técnica, é possível obter um mapa dinâmico e detalhado da vasculatura do cérebro.

A microscopia de fluorescência é frequentemente usada para obter imagens de detalhes moleculares e celulares do cérebro em modelos animais de várias doenças, mas, até agora, estava limitada a pequenos volumes e procedimentos altamente invasivos.

“A visualização da dinâmica biológica numa ambiente tranquilo, nas profundezas de um organismo vivo, é essencial para compreender a complexa biologia dos organismos vivos e a progressão das doenças”, referiu o líder da equipa de pesquisa, Daniel Razansky.

O especialista frisa que o “estudo representa a primeira vez que a microscopia de fluorescência 3D foi realizada de forma totalmente não invasiva em resolução de nível capilar num cérebro de um rato adulto, cobrindo efetivamente um campo de visão de cerca de 1 centímetro”.

Num estudo publicado na Optica, revista da The Optical Society (OSA) para pesquisas de alto impacto, os investigadores descrevem a sua nova técnica, que é chamada de imagem de localização ótica difusa (DOLI).

O método tira proveito do que é conhecido como a segunda janela espectral do infravermelho próximo (NIR-II) de 1000 a 1700 nanómetros, que exibe menos dispersão.

“Permitir observações óticas de alta resolução em tecidos vivos profundos representa um objetivo de longa data no campo da imagem biomédica”, disse Razansky.

“A excelente resolução do DOLI para observações óticas de tecidos profundos pode fornecer insights funcionais sobre o cérebro, tornando-o uma plataforma promissora para estudar a atividade neural, micro-circulação, acoplamento neuro-vascular e neurodegeneração”, sublinha o especialista.

Para a nova técnica, os investigadores injetaram, por via intravenosa, um rato vivo com micro-gotículas fluorescentes numa concentração que cria uma distribuição esparsa na corrente sanguínea. O rastreio desses alvos em fluxo permite a reconstrução de um mapa de alta resolução da microvasculatura cerebral profunda no cérebro do rato.

“O método elimina a dispersão da luz de fundo e é realizado com o couro cabeludo e o crânio intactos”, explica Razansky, acrescentando que “curiosamente, também observamos uma forte dependência do tamanho do ponto registrado pela câmara na profundidade da micro-gotícula no cérebro, o que permitiu a imagem com resolução de profundidade”.

A nova abordagem beneficia da recente introdução de câmaras infravermelhas de ondas curtas altamente eficientes baseadas em sensores InGaAs.

Outro ponto chave foi o uso de novos agentes de contraste exibindo fortes respostas de fluorescência na janela NIR-II, como pontos quânticos baseados em sulfeto de chumbo (PbS).

A equipa testou pela primeira vez a nova técnica em modelos sintéticos de tecido conhecidos como “fantasmas de tecido”, que imitam as propriedades médias do tecido cerebral, demonstrando que podiam adquirir imagens de resolução microscópica em profundidades de até 4 milímetros em tecidos oticamente opacos.

Agora, a equipa está a trabalhar para otimizar a precisão em todas as três dimensões de modo a melhorar a resolução do DOLI, escreve o SciTechDaily.

Ana Isabel Moura, ZAP //

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