Pesquisadores do Instituto Leibniz de Tecnologia Fotônica (Leibniz-IPHT) em Jena e da Universidade de Edimburgo conseguiram usar um endoscópio de fibra fina como um cabelo para obter insights sobre estruturas cerebrais anteriormente inacessíveis. Este estudo foi publicado em Light:Ciência e Aplicações . Este pode ser um passo importante para uma melhor compreensão das funções de compartimentos cerebrais profundamente ocultos, como a formação de memórias, bem como disfunções relacionadas, incluindo a doença de Alzheimer.

Usando uma fibra óptica fina como um cabelo, os pesquisadores examinaram áreas profundas do cérebro de um camundongo vivo, como se através de um buraco de fechadura. Métodos recentemente introduzidos para controle holográfico de propagação de luz em meios complexos agora permitem o uso de uma fibra multimodo como uma ferramenta de imagem. Com base nesta nova abordagem, os cientistas projetaram um sistema compacto para imagens de fluorescência na ponta de uma fibra, oferecendo uma pegada muito menor, bem como resolução aprimorada em comparação com endoscópios convencionais baseados em feixes de fibra ou lentes de índice graduado.

"Estamos muito entusiasmados em ver nossa tecnologia dando seus primeiros passos em direção a aplicações práticas em neurociência, "diz o Dr. Sergey Turtaev de Leibniz-IPHT, autor principal do artigo.

"Pela primeira vez, mostramos que é possível examinar regiões profundas do cérebro de um modelo animal vivo de uma forma minimamente invasiva e obter imagens de alta resolução ao mesmo tempo, "diz o cientista do IPHT, Dr. Ivo T. Leite. Sergey e Ivo trabalham no grupo de pesquisa que desenvolveu o método holográfico para geração de imagens por meio de uma única fibra. Usando essa abordagem, a equipe de pesquisa obteve imagens de células cerebrais e processos neuronais no córtex visual e hipocampo de camundongos vivos com resolução próxima a um micrômetro. As observações detalhadas dentro dessas áreas são cruciais para a pesquisa sobre a percepção sensorial, formação de memória e doenças neuronais graves, como Alzheimer. Os métodos de investigação atuais são fortemente invasivos, de modo que não é possível observar redes neuronais nessas regiões internas em funcionamento sem destruição maciça do tecido circundante - endoscópios compreendendo centenas de fibras ópticas são muito grandes para penetrar em tais regiões sensíveis do cérebro, enquanto as estruturas neuronais são muito pequenas para serem visualizadas por métodos de imagem não invasivos, como a ressonância magnética (MRI).

"Esta abordagem minimamente invasiva permitirá que os neurocientistas investiguem as funções dos neurônios em estruturas profundas do cérebro de animais conscientes sem perturbar os circuitos neuronais em ação. Será possível revelar a atividade desses circuitos neuronais enquanto o animal está explorando um ambiente ou aprendendo uma nova tarefa, "explica a parceira do projeto, Dra. Nathalie Rochefort, da Universidade de Edimburgo.