22 de diciembre de 2014

Los destellos de luz permiten 'leer' y 'escribir' señales cerebrales

Los destellos de luz permiten 'leer' y 'escribir' señales cerebrales
LLOYD RUSSELL, HAUSSER LAB, UCL

MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -

   El estudio del cerebro es una de las ramas más complejas de la Medicina pero, recientemente, investigadores del Reino Unido han desarrollado un mecanismo que podría facilitar esta tarea y que consiste en el uso de destellos de luz que permiten 'leer' y 'escribir' señales cerebrales.

   En concreto, la nueva técnica, desarrollada por expertos del 'University College London' y descrita en 'Nature Methods', combina dos tecnologías de vanguardia para la lectura y escritura de la actividad eléctrica en el cerebro.

   En primer lugar, sensores de actividad codificados genéticamente permiten a los neurocientíficos diseñar células nerviosas visibles a la luz hasta cuando están activas. Expresar proteínas sensibles a la luz en las mismas células nerviosas permite entonces que estas células se activen con destellos de luz. Mediante la combinación de estas dos técnicas, el equipo logró observar y controlar la actividad cerebral en ratones.

   "La combinación de la lectura y la escritura de la actividad en las mismas neuronas en el cerebro intacto podría revolucionar la forma en la que los neurocientíficos pueden interactuar y comprender la actividad cerebral", explica el profesor Michael Hausser, del Instituto Wolfson para la Investigación Biomédica de UCL y autor principal del estudio.

   "Igual que combinamos palabras específicas en oraciones que provocan una respuesta de alguien al que hablamos, utilizamos luz para activar las combinaciones específicas de las células nerviosas en el cerebro intacto y registrar cómo responden otras células. De esta manera, esperamos ser capaces de hacer preguntas al cerebro y, a partir de sus respuestas, comprender mejor cómo funciona", agrega.

TÉCNICA QUE DIRIGE HACES DE LUZ MÁS PEQUEÑOS A CÉLULAS INDIVIDUALES

   Para activar múltiples células del cerebro al mismo tiempo, los expertos dividieron el haz de luz entrante utilizando una técnica holográfica para dirigir haces de luz más pequeños a células individuales. El equipo seleccionó un grupo de neuronas en la corteza que son específicamente sensibles a la sensación del tacto, activándolas de forma fiable mientras grababan los destellos de la actividad tanto en las neuronas activadas como en cientos de neuronas vecinas.

   Esto les permitió analizar el circuito de forma precisa, activando las células cerebrales seleccionadas en diferentes patrones y midiendo cómo responde el circuito. Estos experimentos podrían repetirse en los mismos conjuntos de neuronas en los mismos animales durante días e incluso semanas, lo que permite una "conversación" extendida con el circuito.

   "Estamos muy contentos de utilizar esta tecnología para investigar la base de cómo los grupos de neuronas y, en última instancia, el cerebro almacenan y procesan la información del mundo que nos rodea", afirma el primer autor de la investigación, Adam Packer, del Instituto Wolfson de Investigación Biomédica de UCL.

   "Este trabajo proporciona una nueva manera de que los neurocientíficos tengan una 'conversación' a largo plazo con la corteza cerebral en el cerebro de un ratón", subraya este experto, quien también asegura que esta técnica es "flexible y no invasiva".

   La naturaleza de la "conversación" sólo depende de dónde y cuando los investigadores dirigen la luz. Los conocimientos obtenidos mediante este enfoque serán útiles no sólo para entender el 'código neuronal', sino también para comprender cómo la actividad neuronal funciona mal en enfermedades neurológicas como el autismo y la demencia.