Para examinar o cérebro humano e entender melhor suas funções, os neurocientistas usaram atéagora uma variedade de manãtodos para registrar a atividade elanãtrica das células cerebrais. Tradicionalmente, esses manãtodos eram capazes de registrar a atividade de alguns neura´nios individuais de cada vez ou monitorarmudanças na atividade somada de milhares de neura´nios ao longo do tempo. Se os pesquisadores quisessem coletar amostras de uma grande população de células em uma área de uma são vez, no entanto, eles teriam que empregar duas ou mais técnicas diferentes.

Em 2017, uma equipe liderada por Tim Harris no HHMI Janelia Research Campus apresentou a ideia de Neuropixels, uma tecnologia inovadora que pode registrar simultaneamente a atividade neural de centenas a milhares de neura´nios individuais emudanças conta­nuas em áreas focais do cérebro. Esta poderosa tecnologia, que posteriormente foi projetada e fabricada pelo IMEC, agora estãotrazendo uma enorme inovação no campo da neurociência

Pesquisadores do Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School e outros institutos médicos nos Estados Unidos realizaram recentemente um estudo destinado a examinar e potencialmente superar alguns dos desafios que podem impedir a implementação em larga escala de Neuropixels em ambientes clínicos . Seu artigo, publicado na Nature Neuroscience , apresenta novos protocolos e técnicas que podem ser usados ​​por médicos e neurocientistas para registrar mais de 200 unidades corticais bem isoladas em uma regia£o focal em humanos que estãopassando por procedimentos neurociraºrgicos.

"A tecnologia Neuropixels fornece um poderoso 'filme' dina¢mico de alta resolução da dina¢mica elanãtrica conta­nua da atividade neural que anteriormente não ta­nhamos acesso", disse Angelique Paulk, uma das pesquisadoras que realizaram o estudo. "O objetivo do nosso estudo foi detalhar os obsta¡culos técnicos em trazer este dispositivo para a sala de cirurgia humana para registrar a atividade neural no cérebro humano intacto usando a sonda Neuropixels".

Além de identificar algumas das dificuldades técnicas que impedem o uso de Neuropixels em salas de cirurgia humanas, Paulk e seus colegas queriam elaborar um plano que médicos e pesquisadores de Neurociênciapudessem seguir para superar essas dificuldades. As técnicas e protocolos descritos em seu artigo também foram compartilhados no DRYAD, um renomado reposita³rio paºblico para educadores e pesquisadores.

A equipe que realizou o estudo incluiu tanto clínicos quanto neurocientistas. Em colaboração, os pesquisadores conseguiram elaborar dois protocolos para registrar a atividade no cérebro humano usando a sonda Neuropixels. Eles então testaram esses protocolos em pacientes consentidos que estavam sendo submetidos a procedimentos neurociraºrgicos.

"A implementação e uso da sonda Neuropixels na sala de cirurgia exigiu que usa¡ssemos uma sonda mais espessa recanãm-desenvolvida produzida pela IMEC (a empresa que produz Neuropixels), que estabelecaªssemos tubulações de esterilização validadas e mantivanãssemos prática s de manuseio estanãril, e que supera¡ssemos o ambiente altamente ruidoso eletricamente na sala de cirurgia atravanãs da referaªncia cuidadosa dos dispositivos", explicou Paulk. "Apa³s o consentimento informado dos participantes, descobrimos que o resultado foi incra­vel, pois, em um caso, conseguimos registrar 202 neura´nios individualmente identifica¡veis ​​no cortex humano usando uma única sonda Neuropixels".

Os resultados que Paulk e seus colegas alcana§aram ao seguir seus protocolos são altamente promissores, pois outras tecnologias existentes para coletar registros de células únicas usando microeletrodos permitem que os pesquisadores gravem até100 células por vez, usando 96 eletrodos e capturando a atividade em umnívelsignificativamente menor resolução espacial. Isso éaproximadamente metade das células que eles gravaram usando Neuropixels.

"Esperamos que nosso documento transparente que inclui lições aprendidas abra caminho para uma nova era empolgante para a compreensão da cognição, Neurociênciaba¡sica do cérebro humano e patologias neuropsiquia¡tricas para melhorar as prática s de atendimento cla­nico", disse Paulk. “Um grande desafio na Neurociênciahumana éque nem sempre temos a informação mecanicista de quais células cerebrais contribuem para diferentes funções ou patologias. para no passado."

No futuro, os novos protocolos introduzidos por Paulk e seus colegas podera£o facilitar o uso da tecnologia Neuropixels em ambientes clínicos, permitindo a coleta de registros neurais mais detalhados e confia¡veis. Além disso, os pesquisadores esperam que seu trabalho inspire novas iniciativas de ciência aberta e dados abertos com o objetivo de avana§ar ainda mais nossa compreensão atual do cérebro.