Optogenética: Controlando el cerebro con luz

La optogenética ha transformado la neurociencia,  porque permite a los científicos ir más allá de la observación. La iluminación de las neuronas que trabajan en un proceso mental, permite descubrir las conexiones que el cerebro realiza y crear mapas sobre la actividad cerebral.
“La optogenética es la cosa más revolucionaria que ha sucedido en la neurociencia dentro de las últimas dos décadas”, señaló Carl Bergmann, investigadora de la Universidad Rockefeller en un reciente artículo publicado por el New York Times.

“Es un maravilloso ejemplo de cómo la tecnología puede impulsar el progreso científico”.

Al hablar de estos temas, la mayoría de la gente se imagina un laboratorio en donde pequeños ratones cargan cascos (en casos más grandes que ellos mismos) conectados a una especie de máquinas futuristas que proyectan luces color neón. Sin embargo, para aquellos que no dominamos el tema, la optogenética tiene un principio sencillo, capaz de comprenderse.

¿Cómo es posible “encender” literalmente el cerebro?

Pues bien, el eje de la Optogenetica son las proteínas llamadas Opsinas, que se encuentran en el ojo humano (gracias a las que podemos percibir la luz y el color), microbios y otros organismos y son capaces de desencadenar una transducción (el cambio de un tipo de señal en otro diferente) y posteriormente activar el sistema nervioso. Son fotopigmentos receptores que se componen de dos partes: la parte proteica (opsina) y un cromóforo (grupo de átomos de una molécula responsable de su color). De esta manera, cuando la luz incide en una opsina, el fotón la absorbe y crea el cambio.

Ahora bien, para entender la trascendencia de este avance científico cabe señalar que las opsinas no se encuentran en las neuronas de ningún mamífero, incluyendo los humanos. Es decir, este experimento aísla dichas proteínas y posteriormente las adhiere a las neuronas, hasta ahora en su mayoría ratones, para su manipulación.

De acuerdo al artículo del NYT, la inflexión de este gran adelanto neurocientífico se logró en 2002, cuando el doctor Gero Miësenboeck, de Oxford, probó que la optogenética podía funcionar, implantando opsinas de las moscas de fruta en las neuronas de ratones de laboratorio. “Éste es el experimento que lanzó miles de naves de la optogenética”, señaló Ehud Isacoff (Universidad de California-Berkeley) quien recientemente escribió sobre el descubrimiento de dicha técnica.

Sin embargo, como todos los grandes descubrimientos se enfrentó a inimaginables obstáculos, la efectividad de la luz para estimular las neuronas resultaba limitada debido a la dificultad que las opsinas presentan para adaptarse a diferentes sistemas biológicos. Será el  Dr. Karl Deisseroth, quien en 2005, junto al Dr. Boyden y Dr. Zhan (ambos con su propio laboratorio en el M.I.T), Ernst Bamberg (Instituto de Biofísica Max Planck) y Gerog Nagel (Universidad de Würzburg) publicará un documento acerca de cómo la opsina llamada canalrodopsina-2 (channelrhodopsin-2) podía ser utilizada en neuronas de mamíferos con luz azul.

“Descubrieron la forma de implantar las opsinas a neuronas de mamíferos y lograr que respondieran con fuerza a la luz. Esa fue toda la diferencia”.

Poco después, el laboratorio de Stefan Herlitze en Alemania, en colaboración al Dr. Peter Hegemann y a la Dra.Lynn Landmesser, reportaron resultados similares a los obtenidos por Deisseroth, quien señaló al NYT: “Hay quizá seis o siete personas intentando emplear la idea de trabajar las neuronas a través del control de la luz.

El logró no recae en una sola persona que de pronto tuvo un momento ´eureka´, se trata del momento en el que se unieron los recursos, el esfuerzo y la gente. Sin embargo, Deisseroth consiguió el método que ahora regularmente encendió el switch que lo hizo práctico.

Además de estos adelantos, el laboratorio de Deisseroth, en colaboración con el Dr. Kwanghung Chung, diseñó la técnica Clarity, a través de la cual se logra volver el cerebro de un ratón completamente transparente.

Esta técnica no puede ser utilizada en cerebros vivos, por lo que emplean hidrogel, una sustancia conocida ampliamente pero que nunca había sido usada para fines de neurociencia. La transparencia deja al cerebro completamente disponible para pruebas bioquímicas. Lograr la transparencia por completo del cerebro humano a través de Clarity, junto a  la optogenética y la aplicación de otras técnicas, tiene como objetivo encontrar la manera de ayudar a la gente que presenta graves padecimientos mentales o enfermedades cerebrales, señala Deisseroth, “No creo que pase un día en el que no busque resultados o piense cómo aplicarlos de forma clínica a los pacientes”, dijo.

El desarrollo de la optogenética representa la puerta de inumerables técnicas que se podrían utilizar como herramientas en el estudio del cerebro, el cual como describen la mayoría de los científicos, es el mayor acertijo humano.

Sin embargo, con cada descubrimiento se destapa una nueva lata de gusanos. ¿Cómo conseguir la iluminación profunda dentro del cerebro humano?, ¿Se podría manipular el comportamiento al encender o apagar determinadas señales?, ¿Cómo se llegaría a esos genes? La optogenética es sólo el inicio.
Traducción: Nuria Ocaña

Artículo tomado publicado en  http://nyti.ms/Pud4fA

Fuente:http://www.agencian22.mx/2014/04/manipular-el-cerebro-con-tan-solo.html

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Acerca de rferrar

Lic. en Psicología, psicoterapeuta, experta en psicología de Internet y Ciberpsicología. Interesada en el cambio de paradigma que la neurociencia plantea a los profesionales psi.-
Esta entrada fue publicada en ciencia, investigación, neurociencia y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

2 respuestas a Optogenética: Controlando el cerebro con luz

  1. ANDRES SUAREZ YAÑEZ dijo:

    ¡Qué maravilla! ¡Qué gozo el del conocimiento! ASY

    Me gusta

  2. Pingback: El Profe Morales – El sentido del gusto está en el cerebro y no en la lengua

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