Usan láseres en ratones para asomarse a la mente

30 de julio del 2019

La técnica promete brindar pistas sobre la forma en que miles de millones de neuronas en el cerebro le encuentran sentido al entorno.

Usan láseres en ratones para asomarse a la mente

En un laboratorio en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en California, los ratones ven cosas. Con nueva tecnología láser, los científicos han detonado alucinaciones en ratones al encender algunas neuronas con rayos de luz.

La técnica promete brindar pistas sobre la forma en que miles de millones de neuronas en el cerebro le encuentran sentido al entorno. La investigación también podría llevar a nuevos tratamientos para trastornos psicológicos, entre ellos las alucinaciones incontrolables.

A principios de la década del 2000, Karl Deisseroth, un psiquiatra y neurocientífico en Stanford, y otros, manipularon neuronas en los cerebros de ratones para encenderlas cuando fueran expuestas a un destello de luz.

Los investigadores usaron luz para averiguar cómo funcionaban las neuronas. Pero Deisseroth quería identificar una sola célula en el cerebro y activarla y desactivarla con luz.

Los científicos diseñaron un dispositivo: los investigadores proyectaban rayos diminutos de luz roja que podían impactar a docenas de neuronas individuales en el cerebro a la vez.

Cuando la luz entra a los ojos, de un ratón o un humano, activa terminaciones nerviosas en la retina que envían impulsos eléctricos a la parte posterior del cerebro.

Ahí, en la corteza visual, las neuronas detectan patrones, que el cerebro entonces ensambla para formar una imagen de la realidad.

Los científicos insertaron dos genes a neuronas en las cortezas visuales de ratones. Un gen hacía que las neuronas fueran sensibles a la luz láser roja. El otro causaba que las neuronas produjeran un destello verde cuando eran encendidas, lo que permitía a los investigadores rastrear su actividad en respuesta a los estímulos.

Se les mostró a los ratones con neuronas manipuladas imágenes en un monitor. Algunas eran de franjas verticales, otras de franjas horizontales. Los investigadores entrenaron a los ratones a lamer un tubo sólo si veían franjas verticales.

Al mostrar las imágenes a los ratones, miles de neuronas en sus cortezas visuales destellaban en color verde. Una población de células se encendía en respuesta a las franjas verticales; otras neuronas se activaban cuando se les mostraban franjas horizontales.

Los investigadores seleccionaron unas cuantas docenas de neuronas de cada grupo. De nuevo mostraron las franjas a los ratones; esta vez, también dispararon luz a las neuronas del grupo correspondiente.

Encender las neuronas correctas ayudaba a los ratones a desempeñarse mejor para reconocer las franjas.
Entonces, los investigadores apagaron el monitor, dejando a los ratones en la oscuridad. Encendían las neuronas para franjas horizontales y verticales, sin que hubiera nada que vieran los ratones. Los ratones lamían el tubo, como si de hecho vieran franjas verticales.

Los científicos limitaron sus rayos de luz roja a cada vez menos neuronas. Seguían haciendo que los ratones lamieran el tubo como si vieran las franjas verticales. Los científicos descubrieron que podían detonar las alucinaciones al estimular tan sólo dos neuronas.

Deisseroth ha tratado a pacientes que han padecido alucinaciones visuales. Quiere saber cómo es que las neuronas individuales dan pie a estas imágenes, y cómo detenerlas.

“Ahora sabemos dónde están esas células, cómo lucen, qué forma tienen”, dijo. “En trabajo futuro, podremos conocerlas con mucho más detalle”.

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