Aparato para microscopia de manojos de fibras de cerebro.

Un implante intracraneal (1) para colocar un manojo de fibras de una sonda de manojo de fibras en una región especificada de un cerebro de un animal,

en donde la sonda de manojo de fibras comprende además un casquillo dispuesto en una parte distal del manojo de fibras, el implante intracraneal (1) comprende:

un soporte de base (11) para ser fijado a un cráneo del animal sobre un orificio taladrado en el cráneo;

un conducto hueco (12) dispuesto a través de la base de soporte (11) para guiar el manojo de fibras al cerebro del animal a través del orificio taladrado;

un primer miembro de trabado (100) dispuesto en la base de soporte (11), para cooperar con el casquillo de la sonda de manojo de fibras, el primer miembro de trabado (100) se configura para trabar el manojo de fibras en la región especificada del cerebro del animal, caracterizado porque el primer miembro de trabado (100) comprende un pasador (13) substancialmente perpendicular al soporte de base (11).

Aparato para microscopia de manojos de fibras de cerebro Antecedentes Campo de la presente descripción La descripción está relacionada con la imaginología de cerebro animal. Particularmente, la descripción está relacionada con la imaginología de cerebro en animales de comportamiento despierto.

Antecedentes de la técnica La imaginología de cerebro en animales pequeños puede implementarse mediante diferentes métodos pero sólo unos pocos de ellos permiten a los investigadores estudiar unas regiones seleccionadas de los sistemas nerviosos centrales con una suficiente resolución espacial y temporal para la imaginología de la función de las estructuras neurales.

Ciertamente, los métodos de imaginología por resonancia magnética y de imaginología por escáner tienen como resultado generalmente imágenes de baja resolución que sólo permiten acceso a información funcional relacionada con regiones cerebrales activadas. Los métodos que utilizan electrodos insertados directamente en el cerebro para analizar la sensibilidad eléctrica cerebral se ven dificultados por un requisito de gran precisión para colocar los electrodos y por una interpretación compleja de las señales eléctricas resultantes.

Los métodos de microscopia han resultado útiles en la imaginología de cerebro. La microscopia de cortes de cerebro en animales muertos se conoce bien pero en la microscopia in vivo en un animal vivo es un tema reciente. Históricamente, la microscopia in vivo no podía analizar las regiones cerebrales profundas ya que la técnica carece de una resolución satisfactoria o porque requiere una cirugía muy invasiva. El Solicitante ha descrito un planteamiento para la imaginología por fibra óptica funcional del cerebro intacto de ratón (Vincent et Al., Live imaging of neural structure and function by fibred fluorescence microscopy, EMBO reports, septiembre de 2006) . El Solicitante mostró que la microscopia de florescencia con fibras, que utiliza una Sonda de fibra óptica de diámetro pequeño para proporcionar imágenes en tiempo real, tiene una resolución espacial que permite la imaginología de diversas estructuras neurales en el animal vivo. Este método ha sido útil en muchos estudios fisiológicos que requieren la imaginología in situ funcional de tejidos en un animal vivo anestesiado.

Recientemente, ha surgido una creciente necesidad de obtener imágenes en animales que se mueven libremente y para hacer estudios crónicos disponibles. La imaginología de animales que se mueven libremente requiere una alta estabilidad para la adquisición de imágenes. Los investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado una tecnología de microscopia de manojo montada en un cráneo de ratón utilizando un casco adaptado que permite estudios en movimiento libre (High speed, miniaturized fluorescence microscopy in freely moving mice, Benjamin Flusberg et al. Nature Methods, octubre de 2008) . Sin embargo, esta tecnología requiere un gran sacabocado en el cerebro del ratón y de ese modo prohíbe la inserción cerebral profunda. Adicionalmente, el considerable peso de casco no permite un movimiento verdaderamente libre y el nivel de resolución de imagen limita la precisión de la tecnología. Recientemente, el Solicitante describió (Maskos et al., Functional fibered fluorescence imaging in freely moving mouse, poster nº 598, 8 descrito durante la reunión anual nº 38 de la Society for Neurosciences 2008) el uso de una sonda mínimamente invasiva fijada con seguridad en la cabeza con cemento dental para la imaginología de microscopia con fibra óptica de redes neuronales en animales con comportamiento. Sin embargo, con el fin de adquirir imágenes en un período prolongado para estudios crónicos, existe la necesidad de recalibrar el sistema de imaginología, por lo tanto es necesario extraer la sonda fuera del cerebro del animal y colocarla de nuevo. Según el método actual, la extracción de la sonda presenta el riesgo de romper la punta del manojo, excluyendo de ese modo la reutilización del mismo animal para llevar a cabo el estudio e implica costes incompatibles de mantenimiento para pulir la sonda rota.

El documento US 2009/0048610 describe un sistema para colocar fibras en el cerebro de un paciente.

El Solicitante propone a continuación en esta memoria un implante intracraneal para colocar una sonda de manojo de fibras en el cerebro de un animal. El Solicitante también propone una sonda de manojo de fibras adaptada a dicho implante, un dispositivo estereotáctico para manipular dicho implante y dicha sonda, y un método para la microscopia de manojo de fibras de cerebro.

Compendio del tema de discusión reivindicado La invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 6.

En por lo menos un aspecto, las realizaciones descritas en esta memoria están relacionadas con un implante intracraneal para colocar un manojo de fibras en una región especificada de un cerebro de un animal. El implante incluye una base de soporte para fijarse a un cráneo del animal sobre un orificio taladrado en el cráneo y un conducto hueco dispuesto a través de la base de soporte para guiar el manojo de fibras al cerebro del animal a

través del orificio taladrado. El implante incluye un primer miembro de trabado dispuesto en la base de soporte, para cooperar con un casquillo del manojo de fibras, el primer miembro de trabado se configura para trabar el manojo de fibras en la región especificada del cerebro del animal.

Otros aspectos y ventajas de la descripción serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1A y la Figura 1B ilustran respectivamente una vista superior y una sección longitudinal de un implante con un capuchón según una realización de la presente descripción.

La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva de una sección transversa de un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 3A y la Figura 3B ilustran unas vistas trasera y delantera en perspectiva de un casquillo que se va a disponer en una parte distal de un manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

La Figura 4A y la Figura 4B ilustran unas vistas laterales de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

La Figura 5 ilustra esquemáticamente una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

Las Figuras 6A, 6B y 6C ilustran respectivamente una vista lateral, una sección transversa y una vista superior de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción que coopera con un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 7A y la Figura 7B son unas vistas de ampliación de las áreas marcadas destacadas en la Figura 6B.

La Figura 8 es una vista en perspectiva de una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción que coopera con un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 9 es una vista en perspectiva de una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción que coopera con un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 10 es una vista en perspectiva de un dispositivo estereotáctico según una realización de la presente descripción manipulando un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 11 es una vista en perspectiva de un dispositivo estereotáctico según una realización de la presente descripción colocando una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción en un implante según una realización de la presente descripción.

La Figura 12 es un dibujo que ilustra una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción insertada en un implante según una realización de la presente descripción instalada en un cráneo de un ratón.

La Figura 13 ilustra esquemáticamente una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

La Figura 14 ilustra esquemáticamente una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

La Figura 15 ilustra esquemáticamente una sección transversa de una sonda de manojo de fibras según una realización de la presente descripción.

La Figuras 16A y 16B ilustran unas vistas superior e inferior en perspectiva de un sistema de pulido según una realización de la presente descripción.

Descripción detallada... [Seguir leyendo]

1. Un implante intracraneal (1) para colocar un manojo de fibras de una sonda de manojo de fibras en una región especificada de un cerebro de un animal, en donde la sonda de manojo de fibras comprende además un casquillo dispuesto en una parte distal del manojo de fibras, el implante intracraneal (1) comprende:

un soporte de base (11) para ser fijado a un cráneo del animal sobre un orificio taladrado en el cráneo;

un conducto hueco (12) dispuesto a través de la base de soporte (11) para guiar el manojo de fibras al cerebro del animal a través del orificio taladrado;

un primer miembro de trabado (100) dispuesto en la base de soporte (11) , para cooperar con el casquillo de la sonda de manojo de fibras, el primer miembro de trabado (100) se configura para trabar el manojo de fibras en la región especificada del cerebro del animal, caracterizado porque el primer miembro de trabado (100) comprende un pasador (13) substancialmente perpendicular al soporte de base (11) .

2. El implante intracraneal (1) según la reivindicación 1, en donde el primer miembro de trabado (100) se dispone en la base de soporte (11) a distancia del conducto hueco (12) .

3. El implante intracraneal (1) según la reivindicación 1, en donde una parte del pasador (13) es integral al soporte de base (11) .

4. El implante intracraneal (1) según la reivindicación 1, en donde el pasador (13) comprende además:

una primera parte (161) dispuesta en la base de soporte (11) que comprende una primera rosca (162) que coopera con una segunda rosca (112) de la base de soporte (11) , la primera parte (161) se configura para ajustar la posición del pasador (13) en una dirección substancialmente perpendicular al soporte de base (11) ; y una segunda parte (164) que comprende un cilindro de trabado (17) dispuesto concéntricamente sobre el mismo, en donde el cilindro de trabado (17) se fija en traslación con respecto a un eje longitudinal del pasador (13) y es libre para rotar alrededor del eje longitudinal.

5. El implante intracraneal (1) según la reivindicación 1, en donde el pasador (13) comprende además:

una primera parte dispuesta en la base de soporte (11) , la primera parte se fija en traslación con respecto a un eje longitudinal del pasador (13) , en donde la primera parte es libre para rotar alrededor del eje longitudinal; y una segunda parte que comprende una primera rosca que coopera con una segunda rosca de un cilindro de trabado dispuesto concéntricamente alrededor de dicha segunda parte, la segunda parte se configura para ajustar la posición del cilindro de trabado en una dirección substancialmente perpendicular al soporte de base (11) .

6. Una sonda (2) de manojo de fibras útil en la microscopia de manojo de fibras de cerebro para cooperar con un implante intracraneal (1) según la reivindicación 1, que comprende:

un manojo de fibras (24) para transportar luz, que tiene una punta distal para ser insertada en el cerebro de un animal a través del implante intracraneal (1) ; y un casquillo dispuesto en una parte distal del manojo de fibras (24) para transportar luz, dicho casquillo comprende una parte de manejo (25) que se extiende a lo largo de la parte distal del manojo de fibras (24) , para manipular el manojo de fibras adentro del implante intracraneal (1) ; caracterizado porque el casquillo comprende:

un segundo miembro de trabado (26) que se extiende lateralmente a la parte de manejo (25) y que comprende dos mitades (28) que forman un arco para que el primer miembro de trabado (100) del implante intracraneal (1) encaje dentro, cuando la punta distal del manojo de fibras (24) , para transportar luz, se inserta en el cerebro del animal a través del conducto hueco (12) del implante intracraneal (1) .

7. La sonda (2) de manojo de fibras según la reivindicación 6, en donde se dispone un tornillo en una mitad del segundo miembro de trabado (26) para bloquear al primer miembro de trabado (100) dentro de las segundas mitades (28) de miembro de trabado en la región determinada del cerebro para imaginología, cuando la punta distal del manojo de fibras (24) se inserta en el cerebro del animal a través del conducto hueco (12) del implante intracraneal (1) .

8. La sonda (2) de manojo de fibras según la reivindicación 6, en donde una parte del manojo de fibras (24) a insertar en el conducto hueco (12) del implante intracraneal (1) se enfunda con una funda de guiado (23) , dicha funda de guiado (23) tiene un diámetro especificado adaptado al diámetro del conducto hueco (12) y fijado al manojo de fibras (24) .

9. La sonda (2) de manojo de fibras según la reivindicación 8, en donde la funda de guiado (23) se extiende a la parte distal alrededor de la que se dispone el casquillo, el casquillo se fija a la funda de guiado (23) .

10. La sonda (2) de manojo de fibras según la reivindicación 6 en donde la punta distal del manojo de fibras (24) a insertar en el cerebro del animal es biselada.

11. La sonda (2) de manojo de fibras según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde la punta distal del manojo de fibras (24) a insertar en el cerebro del animal se cubre con una envoltura rígida (241) .

12. La sonda (2) de manojo de fibras según la reivindicación 11, en donde la envoltura rígida (241) se extiende más allá del extremo de la punta distal del manojo de fibras (24) para cubrir un objetivo miniaturizado (242) dispuesto en el extremo de dicha punta distal.