Micropipeta consegue ativar neurônios individuais

A pipeta é um instrumento presente em todos os laboratórios científicos, mas esta micropipeta promete fazer a diferença na neurociência.
[Imagem: Thor Balkhed]

Como ativar neurônios individuais

Todo o esforço para o desenvolvimento dos chamados neurochips - ou chips neurais ou ainda interfaces cérebro-computador - almeja fazer conexões com os neurônios cerebrais.

O problema é que os neurônios são minúsculos em relação aos eletrodos mesmo dos chips mais modernos, de modo que eles ativam não um, mas toda uma população de neurônios, tornando os resultados muito pouco precisos.

Pesquisadores suecos fizeram agora um grande progresso nessa área, criando um novo tipo de pipeta que consegue acionar neurônios individuais sem afetar o meio extracelular. Embora a pipeta ainda não esteja integrada em um biochip, o que poderá ser feito no futuro, controlar neurônios individuais fornece informações importantes sobre como as células cerebrais individuais são afetadas por fármacos e outras terapêuticas, e como as células funcionam em conjunto.

De modo imediato, a pipeta poderá ser usada para a pesquisa científica, mas o maior interesse está em seu uso em tratamentos terapêuticos. "A longo prazo, esta tecnologia poderá ser usada para tratar doenças neurológicas como a epilepsia com uma precisão extremamente elevada," disse o professor Daniel Simon, da Universidade Linkoping.

Micropipeta

O cérebro humano é composto por cerca de 85 a 100 bilhões de neurônios. Ele também possui aproximadamente a mesma quantidade de células cerebrais que sustentam a função neuronal, como, por exemplo, nutrição, oxigênio e cicatrização. Essas células são chamadas de células gliais e podem ser divididas em vários subgrupos. Entre as células, há um espaço cheio de fluido chamado meio extracelular.

A diferença entre o meio interno e externo das células é importante para a função celular, e um aspecto importante é o transporte de diferentes tipos de íons entre os dois meios. Por exemplo, os neurônios são ativados quando a concentração de íons de potássio muda. Tentativas anteriores de alterar o meio extracelular envolveram principalmente o bombeamento de algum tipo de líquido, mas isso perturba o delicado equilíbrio bioquímico, dificultando saber se são as substâncias presentes no fluido, a pressão alterada ou o fluido extracelular em movimento que causam a atividade.

Para contornar o problema, os pesquisadores desenvolveram a micropipeta, que tem apenas 2 micrômetros (µm) de diâmetro na extremidade, o que permite que ela injete íons diretamente em neurônios individuais, uma técnica conhecida como iontrônica, ou ionotrônica - movimento de íons, e não de elétrons.

Usando essa micropipeta iontrônica, agora é possível adicionar apenas íons, como potássio e sódio, ao meio extracelular para observar como isso afeta os neurônios. A atividade das células gliais, especificamente dos astrócitos, também pode ser monitorada.

"A vantagem é que dezenas de milhares de pessoas ao redor do mundo estão familiarizadas com essa ferramenta [uma pipeta] e sabem como usá-la. Esperamos que isso a torne útil em breve," disse Simon.