Uma equipe de neurocientistas e engenheiros elétricos da Alemanha e da Suíça desenvolveu um implante altamente sensível que permite sondar a fisiologia do cérebro com resolução espacial e temporal incomparável. Eles introduzem uma agulha ultrafina com um chip integrado que é capaz de detectar e transmitir dados de ressonância magnética nuclear (NMR) de volumes de nanolitros do metabolismo de oxigênio do cérebro. O design inovador permitirá aplicações inteiramente novas nas ciências da vida.

O grupo de pesquisadores liderado por Klaus Scheffler do Instituto Max Planck de Cibernética Biológica e da Universidade de Tübingen, bem como por Jens Anders da Universidade de Stuttgart, identificou um desvio técnico que supera os limites eletrofísicos dos métodos contemporâneos de varredura cerebral. O desenvolvimento de uma agulha de ressonância magnética nuclear monolítica (NMR) capilar combina a versatilidade da imagem do cérebro com a precisão de uma técnica muito localizada e rápida para analisar a atividade neuronal específica do cérebro. "O design integrado de um detector de ressonância magnética nuclear em um único chip reduz supremamente a interferência eletromagnética típica dos sinais de ressonância magnética. Isso permite aos neurocientistas coletar dados precisos de áreas minúsculas do cérebro e combiná-los com informações de dados espaciais e temporais de a fisiologia do cérebro, "explica o investigador principal Klaus Scheffler." Com este método, agora podemos entender melhor as atividades e funcionalidades específicas do cérebro. "

De acordo com Scheffler e seu grupo, sua invenção pode revelar a possibilidade de descobrir novos efeitos ou impressões digitais típicas de ativação neuronal, até eventos neuronais específicos no tecido cerebral. "Nossa configuração de design permitirá soluções escaláveis, significando a possibilidade de expandir a coleta de dados de mais de uma área - mas no mesmo dispositivo. A escalabilidade de nossa abordagem nos permitirá estender nossa plataforma por modalidades adicionais de detecção, como medições eletrofisiológicas e optogenéticas, "acrescenta o segundo investigador principal Jens Anders.

As equipes de Scheffler e Anders estão muito confiantes de que sua abordagem técnica pode ajudar a separar os complexos processos fisiológicos dentro das redes neurais do cérebro e que pode revelar benefícios adicionais que podem fornecer insights ainda mais profundos sobre a funcionalidade do cérebro. Com o objetivo principal de desenvolver novas técnicas capazes de investigar especificamente a composição estrutural e bioquímica do tecido cerebral vivo, sua última inovação abre caminho para futuras técnicas de mapeamento quantitativo e altamente específicas da atividade neuronal e processos bioenergéticos nas células cerebrais.