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Chile entra a la vanguardia con microscopio de dos fotones que permite estudiar neuronas en tiempo real y 3D

por 28 mayo, 2018

El microscopio fue adquirido con fondos del Instituto Milenio CINV y un proyecto Fondequip, obtenido por el Dr. Andrés Chávez, director del Núcleo Milenio NuMIND e investigador del CINV. “Es uno de los instrumentos más modernos del país, y nos permitirá comprender cómo se comunican las neuronas en condiciones normales y qué sucede con ellas en condiciones patológicas”, explica el investigador.
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El microscopio de dos fotones, que ya está en marcha blanca, fue instalado sobre una mesa de 693 kilos especialmente diseñada para impedir cualquier movimiento. Y a cargo de este proceso estuvo la misma mujer que lo está utilizando: la Dra. Chiayu Chiu, científica taiwanesa y una de las dos ganadoras del primer concurso internacional, impulsado por el Centro Interdisciplinario de Neurociencia, de la U. de Valparaíso y los institutos Max Planck.

El aparato, cuyo costo total es de 400 millones de pesos, comenzó a estar operativo luego de 18 meses de implementación y acondicionamiento de la sala y estructura que lo sostiene, una plataforma de 1,2 metros de ancho, por 3 de metros de largo, que flota en el aire gracias a un sistema de presión impulsado por nitrógeno. “La separación es pequeña. Menos de un dedo cabe entre la base de la mesa y la parte superior de las patas de soporte”, detalla la Dra. Chiu.

Así, en su laboratorio al interior la Universidad de Valparaíso, la investigadora ya puede observar imágenes que, gracias al uso de un potente laser y un sistema de espejos, son proyectadas y luego transferidas a dos pantallas, que permiten ver y navegar en los tejidos a un tamaño 1.200 veces mayor que el original. Emociones como el miedo y su reacción en el cerebro, también esperan ser analizadas por la científica.

“En el computador estamos mirando somas –el cuerpo celular de la neurona–, en una zona de la corteza cerebral. Es como si estuviéramos observando desde arriba y en profundidad, que es una de las ventajas del equipo, a diferencia de los microscopios convencionales. Y todo esto se ve en tiempo real, gracias a algunos instrumentos que nos permiten reconstruir la imagen”, comenta la Dra. Chiu, mientras manipula el equipo.

El microscopio fue adquirido con fondos del Instituto Milenio CINV y un proyecto Fondequip, obtenido por el Dr. Andrés Chávez, director del Núcleo Milenio NuMIND, e investigador del CINV. “Es uno de los instrumentos más modernos del país, y nos permitirá comprender cómo se comunican las neuronas en condiciones normales y qué sucede con ellas en condiciones patológicas”, explica el investigador.

La científica del microscopio

La Dra. Chiu dejó la Universidad de Yale a fines del 2016, para instalarse en Valparaíso y dedicarse por completo a sus investigaciones. En los laboratorios de CINV cuenta con la tecnología y un equipo humano que la apoya en esta misión, para la cual dispone de 150 mil dólares anuales, durante 5 años. Esto, en una modalidad de trabajo pionera en Chile, fomentada por CINV y los Institutos Max Planck –entidad europea que ha dado origen a 18 Premios Nobel en el mundo–.

Doctora Chiayu Chiu con el microscopio de dos fotones

Sus estudios también podrían ser base para entender enfermedades y crear en el futuro mejores tratamientos para condiciones como epilepsia, esquizofrenia y autismo. De hecho, en colaboración con el Dr. Chávez, trajo a Chile algunas líneas de modelos animales transgénicos con los que espera analizar variados aspectos de la comunicación neuronal en salud y enfermedad. Para esta gran tarea, y junto al microscopio, también cuentan con herramientas de farmacología y optogenética.

Lo anterior es una estrategia que combina métodos ópticos de destello de luz, con métodos genéticos para transferir ADN a un grupo específico de neuronas, con el fin de poder estimularlas o literalmente apagarlas. “Esta última es una estrategia experimental que nos permite identificar un grupo específico de neuronas con marcadores fluorescentes incorporados específicamente a esas células mediante métodos genéticos”, detalla el Dr. Ramón Latorre, director del CINV.

El Dr. Andrés Chávez valora profundamente la presencia de la científica, con quien desarrolla una estrecha colaboración. “El hecho de que Chiayu esté en Chile no solo es beneficioso para la universidad y para mí como investigador, pues tenemos una colaboración en curso bastante atractiva, sino que para el país entero. Es un gran plus contar con una colega que es respaldada por una institución que ha dado nacimiento a muchos Premios Nobel, como los Institutos Max Planck. Además, es un espaldarazo que confirma que en nuestro país y en esta ciudad, podemos fortalecer la actividad científica y aportar, así, al desarrollo de nuestra sociedad”, expresa.

Los doctores a cargo del proyecto esperan que en aproximadamente ocho meses podrían tener  la primera publicación que sea generada a partir cien por ciento de los estudios realizados en el CINV.

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