Una técnica no invasiva logró controlar, de forma precisa y temporal, células neuronales en la profundidad del cerebro. Un logro más en la comprensión del funconamiento del sistema nervioso.
La optogenética es una técnica de la ingeniería genética que otorga a las células la capacidad de activarse o desactivarse en respuesta a la luz, a través de la inserción de genes exógenos que codifican proteínas fotosensibles, confiriéndole a los tejidos diana la propiedad de responder a la presencia o a la ausencia de luz.
Mediante esta técnica, científicos han logrado controlar el comportamiento de las ratas, usando pulsos de luz a través del cráneo y sin la necesidad de realizar una cirugía craneal.
Las opsinas son proteínas provenientes de las algas marinas, capaces de responder a estímulos luminosos del medio externo. Mediante virus inocuos, los científicos pueden insertar genes que codifican opsinas en las neuronas vivas. De esta forma, las neuronas diana son capaces de producir sus propias opsinas y expresarlas en la membrana celular, gracias a la información conferida por los genes inoculados, convirtiéndose en neuronas sensibles a la luz de un espectro específico.
Al activarse, las opsinas funcionan como compuertas que permiten el intercambio de iones, esto produce la activación o inactivación de las neuronas, permitiendo a su vez propagar el mensaje en una red neuronal específica, sin afectar las funciones del resto del cerebro.
En el campo de la neurociencia, esta técnica ha permitido estudiar en vivo a grupos neuronales especializados.
Gracias al desarrollo de una opsina muy poderosa llamada ChRmine, fue posible estimular de manera transcraneal a las células neuronales diana que expresaron dicha proteína. Así, los científicos lograron controlar las convulsiones en ratas epilépticas y modular el comportamiento social de ratas poco amigables.
El gen que codifica la opsina es inyectado en las ratas a través del globo ocular o vía endovenosa, usando un virus como vector. Mediante la ingeniería genética, los científicos pueden precisar exactamente qué grupo de neuronas reciben el gen, por ejemplo: neuronas epileptógenas, neuronas involucradas en la depresión o en la memoria a corto plazo. Esto hace posible controlar circuitos neuronales específicos, sin alterar otras partes del cerebro.
Clásicamente, se introducía una probeta transcraneal que emitía pulsos de luz para estimular a las neuronas sensibles. En este estudio, los científicos lograron enviar el estímulo luminoso a través del cráneo de las ratas, alcanzando incluso partes profundas del cerebro, gracias a esta opsina denominada ChRmine y a su alta sensibilidad a la luz.
Inicialmente, los científicos estimularon neuronas del área tegmental ventral (VTA, por sus siglas en inglés), un grupo neuronal relacionado con la motivación y el sistema de recompensa cerebral.
Posteriormente, estimularon neuronas dopaminérgicas implicadas en la sensación de placer, logrando que las ratas presionaran una palanca que ocasionaba pulsos de luz. Finalmente, estimularon neuronas serotoninérgicas del tallo cerebral, logrando que las ratas sensibles a la luz pasaran más tiempo en el “área social”, interactuando con sus compañeras.
Estos tres experimentos permitieron a los científicos demostrar que es posible modular una función neuronal particular mediante la optogenética y la estimulación luminosa transcraneal.
¿Control mental?
Por los momentos, esta clase de modulación de las funciones cerebrales es solo posible en las ratas, ya que poseen cráneos bastante pequeños que son capaces de dejar pasar la luz hacia el tejido cerebral.
El método tradicional, que implica el empleo de cirugía craneal para insertar una fuente de luz cerca del cerebro, tiene como desventaja su corto alcance en los tejidos cerebrales, limitando su uso a la corteza cerebral; igualmente, puede causar daños cerebrales al emitir calor. En los seres humanos, esta técnica ha tenido un funcionamiento lento y con mucho retraso, como una vieja computadora que ejecuta un comando muy lentamente.
Aún estamos muy lejos de lograr controlar grupos neuronales en el cerebro humano. Pero, es una idea muy interesante y definitivamente posible.
Quizás en un futuro, se puedan controlar grupos neuronales encargados de diversas funciones y cuya disfunción sea la causa de enfermedades específicas, como la epilepsia, los trastornos depresivos, la adicción, el Párkinson o el Alzhéimer, e incluso borrar recuerdos recientes y desagradables para insertar recuerdos más placenteros.
Aunque aún suena como una idea sacada de una muy buena película de ficción, lograr controlar la mente parece un hecho cada vez más cercano a la realidad, gracias a experimentos como este. Y, a pesar de parecer algo aterrador, las propiedades terapéuticas son infinitas.
Control mental, no del todo. Pero, sí sería una buena opción para el tratamiento de muchas personas que padecen enfermedades mentales específicas y que se podrían beneficiar de la modulación neuronal.
Probablemente, no curen la timidez ni tampoco hagan que votemos por un candidato político específico. Para esas cosas, ya existen otros métodos.
Vale la pena continuar investigando para sacar provecho de esta tecnología y sus posibles beneficios en las personas, especialmente aquellas que padecen enfermedades mentales y cuya prevención o cura siguen siendo un misterio para la neurociencia.
Referencias:
1- Scientists Found a New Way to Control the Brain With Light—No Surgery Required.
2- Deep brain optogenetics without intracranial surgery.
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