Avance en neurociencia: un microscopio de alta precisión reveló el viaje de los nervios en ratones

Un avance técnico en la neurociencia, publicado en Revista Cell, permitió trazar, en tan solo 40 horas, un mapa detallado de los nervios que se extienden desde el cerebro y la médula espinal de un ratón hacia el resto de su cuerpo. Usando un método de obtención de imágenes de alta resolución a escala micrométrica, los investigadores lograron observar detalles minuciosos, como fibras singulares partiendo de un nervio principal y alcanzando órganos distantes.

Estudios ya habían abordado el mapeo del conectoma cerebral en ratones, pero rastrear las complejas trayectorias nerviosas en el organismo completo suponía hasta ahora un reto sin resolver.

Para superarlo, el equipo recurrió a un microscopio desarrollado especialmente para la tarea, capaz de escanear el tejido expuesto de forma eficiente. La novedad y rapidez de la técnica permitieron completar el análisis del sistema nervioso periférico en un periodo significativamente inferior al requerido por otros métodos existentes.

Procedimiento técnico: preparación y escaneo completo del ratón

El proceso inicia con el tratamiento químico del cuerpo del ratón, con el fin de volver transparente el tejido. Esto se logra eliminando grasa, calcio y otros elementos que dificultan el paso de la luz, lo que permite una visualización precisa de los nervios, previamente marcados con proteínas fluorescentes.

Una vez el cuerpo alcanza la transparencia ideal, se introduce en un dispositivo que une una herramienta de corte y un microscopio tridimensional.

Un pistón empuja el cuerpo contra la cuchilla en segmentos de 400 micrómetros, exponiendo tras cada corte una nueva superficie, que es inmediatamente capturada por el microscopio con una profundidad de hasta 600 micrómetros.

El proceso se repite unas 200 veces, abarcando la totalidad del organismo, y las imágenes obtenidas se ensamblan para formar el mapa tridimensional final.

Este método se destacó, según los autores, por su velocidad y eficiencia respecto a técnicas previas, que requerían múltiples pausas y podían prolongarse hasta meses o años. Según Guoqiang Bi, neurocientífico y coautor del estudio, prácticas más lentas aumentan la posibilidad de fallos mecánicos y degradación de la muestra, desventajas que el nuevo sistema minimiza considerablemente.

Aplicación de distintas técnicas de marcado para visualizar nervios

A fin de etiquetar de forma diferenciada diversos subconjuntos de nervios, el equipo empleó tres estrategias de marcado distintas, aplicadas en 16 ratones adultos.

En algunos roedores, la modificación genética permitió que ciertas neuronas produjeran proteínas fluorescentes, revelando con claridad la arquitectura nerviosa, en particular en la región cefálica.

En otros casos, el inmunomarcaje empleó anticuerpos específicos para unirse a proteínas de interés en las células nerviosas, lo que permitió destacar en color los nervios simpáticos. Estos últimos cumplen funciones clave en la regulación involuntaria de órganos y tejidos.

Finalmente, el grupo utilizó una técnica de marcaje viral que posibilitó rastrear la longitud total de axones individuales pertenecientes al nervio vago. De este modo, se obtuvieron mapas precisos de las trayectorias nerviosas para distintos sistemas fisiológicos.

Resultados y hallazgos sobre las rutas nerviosas

El empleo del método permitió observar por primera vez con nitidez el recorrido y la ramificación de numerosos nervios a escala corporal. Uno de los resultados más notables se obtuvo al mapear las fibras del nervio vago, que conectan el cerebro con los órganos de la cavidad torácica y abdominal.

Las imágenes revelaron que estas fibras suelen tomar una ruta directa y no ramificada hacia sus órganos diana, un patrón anatómico que hasta ahora no había sido probado con tanta claridad.

Similarmente, la visualización de los nervios simpáticos hizo posible rastrear el modo en que estas fibras se distribuyen en órganos como el riñón y otros tejidos, abriendo oportunidades para estudiar con mayor precisión su funcionamiento y organización.

Ann-Shyn Chiang, neurocientífica de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán, valoró este avance como un paso significativo en la posibilidad de expandir la conectómica más allá del cerebro, al proporcionar un mapa integral del sistema nervioso en mamíferos.