La microscopía holográfica baña un objeto con luz de láser y reconstruye el objeto mediante computación basándose en la deformación de las ondas de luz. La tecnología se usa habitualmente para estudiar materiales, para buscar imperfecciones en las superficies de lentes o microchips, por ejemplo. Pero hace poco que los científicos han empezado a utilizarla sobre células vivas.
Como las células son transparentes, los cambios en la luz que pasa a través de la célula, el índice refractivo, se pueden usar para calcular tanto la forma de la célula como su contenido. El contenido de la célula está directamente relacionado con su actividad eléctrica: cuando una neurona se activa eléctricamente, se abren canales en la membrana de la misma, permitiendo que tanto agua como iones entren en la célula.
“Las variaciones en el contenido de agua cambian el índice refractario, así que podemos hacer un seguimiento de la corriente sin necesidad de electrodos, comenta Pierre Magistretti, director del Instituto de Mente y Cerebro en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza). Magistretti dirigió el estudio. Usando tanto el registro convencional mediante electrodos como el método holográfico para hacer un seguimiento de neuronas cultivadas en placas de Petri, Magistretti y sus colaboradores confirmaron que la microscopía holográfica podía hacer un seguimiento preciso de la actividad eléctrica en la célula. La investigación se ha publicado este mes en la revista Jou al of Neuroscience.
Mientras que un seguimiento con electrodos solo permite observar un puñado de neuronas a la vez, la microscopía holográfica poidría usarse para seguir muchas más neuronas simultáneamente. Además, los microscopios utilizados para este método pueden recoger hasta 500 imágenes por segundo, generando películas de la actividad eléctrica de la célula.
Magistretti afirma que más allá de esta investigación básica, este método se podría usar para buscar rápidamente compuestos con propiedades neuronales específicas. Durante un infarto, por ejemplo, las neuronas privadas de oxígeno y glucosa acaban por morir. Los investigadores demostraron que pueden detectar este tipo de muerte celular con microscopía holográfica mucho más rápido que con otros métodos. Para el cribado de medicamentos podrían recrear este ento o estresante en una placa de Petri y luego usar microscopía hologáfica para buscar compuestos que previenen la muerte celular.
Actualmente el uso de esta tecnología se ve limitado a una única capa de neuronas cultivadas en laboratorio. Los investigadores esperan poder usarlo ahora para estudiar circuitos neuronales sencillos -neuronas interconectadas cultivadas sobre una placa- así como otros tipos de células. El objetivo final es usarlo para seguir configuraciones mucho más complejas, como trozos de tejido cerebral, que reflejan mejor el comportamiento del cerebro intacto. “Si pueden adaptar el método a neuronas conectadas en trozos, será mucho más útil”, asegura Floyd Bloom, neurocientífico del Instituto de Investigación Scripps. Bloom se muestra optimista: "No creo que nadie hubiera podido predecir que iban a llegar tan lejos”.