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Una cámara de alta velocidad capta señales eléctricas que se transmiten a través de las células nerviosas

Científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) han desarrollado una cámara ultrarrápida capaz de registrar instantáneas de impulsos eléctricos transmitidos a través de las neuronas.

como tal Caltech explicó, mientras que los sentidos del tacto parecen ocurrir inmediatamente desde el momento en que un dedo entra en contacto con una superficie, de hecho ese impulso tarda un tiempo en llegar al cerebro, no tanto tiempo, pero algo. Este sentido del tacto se basa en señales eléctricas que viajan a través de los nervios a velocidades de hasta 100 millas por hora, mientras que otras señales nerviosas van más rápido y se acercan a las 300 millas por hora.

Pero esta nueva cámara es capaz de mantenerse al día con ese tipo de velocidad y puede usarse para capturar imágenes de este fenómeno además de poder registrar otras situaciones que ocurren a velocidades muy altas, como los pulsos electromagnéticos en la electrónica.

La tecnología de la cámara se conoce como fotografía ultrarrápida compacta mejorada diferencialmente, o Diff-CUP para abreviar, y fue desarrollada en parte por Lihong Wang, profesor de ingeniería médica y eléctrica en Caltech. Si este nombre le resulta familiar, es porque Wang también es responsable de desarrollar La cámara más rápida del mundo en 2020. Esa cámara, llamada Compact Spectral Imaging Camera (o CUSP), era capaz de disparar a 70 billones de fotogramas por segundo. La cámara es tan rápida que puede capturar pulsos de láser mientras viajan a la velocidad de la luz.

Un Diff-CUP es similar a este sistema pero lo combina con un dispositivo llamado interferómetro Mach-Zehnder.

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Pulso a través de las neuronas
Impulsos eléctricos transmitidos a través de las células nerviosas. | Instituto de Tecnología de California

«El interferómetro visualiza objetos y materiales dividiendo primero un haz de luz láser en dos partes, pasando solo un haz a través de un objeto y luego recombinando los haces. Debido a que las ondas de luz se ven afectadas por los objetos que atraviesan, con diferentes materiales afectándolos de diferentes maneras, el haz A que pasa a través del material del que se están formando imágenes tendrá ondas sincronizadas con las ondas del otro haz», explica Caltech.

«Cuando los haces se recombinan, las ondas asincrónicas interfieren entre sí (de ahí el ‘interferómetro’) en patrones que revelan información sobre el objeto que se está fotografiando».

No es posible ver este tipo de electricidad a simple vista, pero el interferómetro de Mach-Zehnder sí puede verlo. Esta detección se combina con la velocidad máxima de Diff-CUP para hacer posible la captura de impulsos.

«Ver señales neuronales es fundamental para nuestra comprensión científica, pero aún no se ha logrado debido a la falta de velocidad y sensibilidad que ofrecen los métodos de imagen actuales», dice Wang.

«Obtener imágenes de las señales de propagación en los nervios periféricos es el primer paso. Será importante obtener imágenes del tráfico en vivo en el sistema nervioso central, lo que arrojaría luz sobre cómo funciona el cerebro».

Wang y coautores publicó un artículo Sobre el sistema denominado «Imágenes de fase de alta velocidad y alta sensibilidad del flujo de corriente interna que fluye en los axones medulares y pulsos electromagnéticos en materiales aislantes» En las comunicaciones de la naturaleza.


Créditos de la imagen: Instituto de Tecnología de California

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