El comité científico de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica ha premiado a
David Tomás Cuesta por su investigación sobre el
comportamiento espacial de las neuronas ‘place cells’ en el hipocampo, en la que también ha participado
Rubén Moreno, profesor de los estudios en la Escuela Superior Politécnica e investigador del Centro de Cognición y Cerebro del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) de Barcelona.
El trabajo, cuyo título es ‘Towards an ensemble-level view of place encoding in hippocampal neuronal populations’, consiste en el diseño de “
un marco teórico para procesar los registros de la actividad neuronal, a través del calcio intracelular en ratones en movimiento, e investigar cómo se representa la posición del animal en el entorno a nivel de poblaciones neuronales, además de estudiar cómo evoluciona con el tiempo esta representación”.
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A través de los registros de fluorescencia se predice la posición del ratón a partir de la actividad neuronal
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En el hipocampo, una estructura cerebral común de los humanos y otros vertebrados,
hay unas células nerviosas llamadas ‘place cells’ que se activan cuando un individuo se ubica en un lugar determinado de su entorno inmediato. Uno de los objetivos del trabajo fue investigar el código espacial neuronal subyacente, es decir, averiguar cómo se representa la posición del animal en estas neuronas, y cómo evoluciona con el tiempo esta representación.
Con técnicas tradicionales de electrofisiología no es posible registrar la actividad de un número elevado de neuronas simultáneamente. Gracias a que recientemente han surgido métodos basados en la detección del calcio intracelular,
se puede seguir la dinámica eléctrica de las células, mediante detectores fluorescentes codificados genéticamente a través de la técnica de transfección con vectores virales, "el resultado es que podemos registrar la fluorescencia de la película y así seguir la actividad neuronal de cientos de 'place cells' de un trozo de tejido del hipocampo. Como todo esto es bastante nuevo, todavía no hay estándares o consenso en la comunidad de cómo hacer este seguimiento ", explica David Tomás.
Predecir la posición espacial del ratón
“Mi trabajo consistió, principalmente, en juntar una serie de técnicas e innovaciones para extraer las actividades individuales de las neuronas 'place cells' a partir de los registros de fluorescencia de la actividad eléctrica del ión calcio intracelular. A grandes rasgos, esto consistió en;
registrar los frames para corregir el movimiento, aplicar técnicas de procesamiento de imagen para sacar la luz de fondo, explorar diferentes métodos para extraer las neuronas, desarrollar métodos automáticos y manuales para filtrar las neuronas extraídas, extraer los rastros de calcio y encontrar el actividad eléctrica subyacente, y finalmente alinear las neuronas de datos obtenidos en diferentes días “, explica el autor del trabajo.
Y sigue: “Una vez tuvimos las actividades individuales de las ‘place cells’, hicimos validar el marco conceptual conseguido mediante un decodificador para
predecir la posición del ratón a partir de la actividad neuronal. Por eso programé un rastreador para seguir el animal con el que vimos que, efectivamente, podíamos predecir esta posición a partir de la actividad conjunta de todas las neuronas ‘place cells’, así como también estimar su evolución en el tiempo”.
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