Científicos de la Universidad de California y el Instituto Salk logran manipular neuronas de un gusano sin emplear cirugía invasiva previa. Llega la sonogenética, el paso siguiente de la optogenética, que nos permite controlar el cerebro con ultrasonidos.
En 1979, Francis Crick propuso en un artículo en la revista en Scientific American que el próximo reto de la neurociencia debería ser desarrollar una tecnología capaz de controlar un único tipo de célula en el cerebro, sin alterar el resto. El Premio Nobel anticipaba así el nacimiento de la optogenética, una disciplina capaz de «manipular» las neuronas mediante la luz. Científicos del Instituto Salk y de la Universidad de California han ido un paso más allá, controlando la actividad neuronal mediante el uso de ultrasonidos.
Según un reciente trabajo publicado en Nature Communications, los investigadores trataban de superar uno de los desafíos biológicos más importantes: activar neuronas de manera individual en las regiones más «profundas» del cerebro. Los resultados conseguidos hasta el momento por la optogenética parecen bastante prometedores, ya que, por ejemplo, han podido activar el «centro de la memoria» y prevenir el estrés mediante el uso de luz.
Los pulsos de ultrasonidos no requieren cirugía
El gran problema de la investigación en optogenética es que, al menos de momento, requiere de intervención quirúrgica, es decir, de procedimientos invasivos. Por este motivo, los científicos norteamericanos creen que los ultrasonidos podrían superar este hándicap, ya que los de baja frecuencia no tendrían por qué necesitar de una operación invasiva previa.
El grupo de investigación de Sreekanth Chalasani ha conseguido modular la actividad de neuronas de un nematodo, conocido como Caenorhabditis elegans, un modelo animal muy utilizado en el laboratorio. Esta modulación ha podido ser realizada con pulsos de ultrasonidos de baja frecuencia sin necesidad de cirugía. Al aplicar los ultrasonidos sobre células del cerebro de este diminuto gusano, los investigadores vieron cómo el nematodo era capaz de cambiar el sentido de su marcha, tal y como se puede apreciar en el siguiente vídeo:
Al realizar el primer experimento en los gusanos, los científicos del Instituto Salk vieron que eran insensibles a los pulsos de ultrasonidos, a no ser que fueran sometidos a «microburbujas rellenas de gas», que facilitaban la transducción de las señales hacia el interior del nematodo. Por contra, al utilizar los mismos gusanos modificados genéticamente (gracias al estudio del canal TRP-4), los investigadores vieron que podían manipular sus neuronas con ultrasonidos.
El resultado de este trabajo ha sido bautizado por los propios científicos como el comienzo de la sonogenética, una disciplina que va más allá de la innovadora optogenética y que podría superar algunos de los problemas que esta técnica presentaba. El sistema diseñado consigue controlar la actividad del cerebro de estos gusanos sin requerir de cirugía invasiva, lo que nos acerca un poco más al sueño planteado por Crick hace décadas.
Imágenes | Chempetitive (Wikimedia)
