Las neuronas tampoco trabajan individualmente: la transmisión de información es su razón de ser. Continuamente, estas células reciben información mediante las dendritas, y la transmiten a otras a través de los axones.
Curiosidades 01/03/2023 C Garau
Es una verdad ampliamente reconocida que el cerebro es el órgano más complejo del cuerpo humano. Por ello para hablar de él solemos recurrir a simplificaciones y centrarnos en las partes que lo componen: el hipocampo, el cerebelo, la corteza, etc.
Pero esas simplificaciones no son del todo exactas. Para empezar, el cerebro no funciona como cajones estancos, restringiendo los recuerdos y la memoria al “cajón” del hipocampo, ni todo lo relacionado con la ingesta al hipotálamo. De hecho, si lo pensamos a fondo, cuando un animal tiene hambre (apetito) también tiene que recordar (memoria) dónde había comida para encontrarla eficientemente y no comprometer su supervivencia. Todo está, por tanto, interconectado. Las distintas partes del cerebro necesitan comunicarse constantemente entre ellas para que este órgano cumpla sus funciones.
Las neuronas tampoco trabajan individualmente: la transmisión de información es su razón de ser. Continuamente, estas células reciben información mediante las dendritas, y la transmiten a otras a través de los axones.
Estos axones, que pueden ser muy largos, funcionan como cables que conectan diferentes regiones cerebrales, dando lugar a lo que llamamos circuitos neuronales. A través de este cableado se llevan a cabo las funciones del sistema nervioso.
Si el cerebro es complejo, su método de estudio requiere la misma complejidad. Comprender el funcionamiento de los circuitos neuronales ayuda a entender cómo actúa el cerebro, y cuándo falla algo. Para lograrlo, recientemente se han creado técnicas refinadas destinadas a estudiarlos, entre ellas la optogenética.
Desarrollada por los investigadores Karl Deisseroth, Ed Boyden y Gero Miesenböck, la optogenética es considerada un paso adelante tan importante que no sería de extrañar que fueran laureados, más pronto que tarde, con un premio Nobel.
Conceptualmente elegante, y técnicamente más sencilla de lo que a priori pueda parecer, consiste en utilizar unas proteínas (opsinas) capaces de reaccionar ante una luz de cierta frecuencia. Eso permite activar o inhibir las células concretas en las que se expresan usando simplemente un haz de luz.
Cuando se aplica al cerebro, esta técnica, que se mueve entre la ingeniería genética y la física óptica, nos permite activar o silenciar grupos específicos de neuronas. Es decir, adquirimos un control preciso e inmediato que otras técnicas empleadas hasta el momento no permitían. De esta manera conseguimos separar y discriminar de modo minucioso el revoltijo de neuronas dentro de cada circuito. Dicho de otro modo, desenredar los cables y probar qué hace cada uno.
Entre otras cosas, gracias a la optogenética hemos podido comprender mejor el funcionamiento del sueño, destacando el trabajo que el neurocientífico español Luis de Lecea realiza en su laboratorio de Stanford. También se ha empleado para investigar procesos de toma de decisiones, o profundizar en la formación de recuerdos. Además de entender los mecanismos de enfermedades como la epilepsia o la enfermedad de Párkinson.
Otra técnica para el estudio de circuitos neuronales de la que muchos somos fans acérrimos es la fotometría de fibra óptica. Técnicamente algo más compleja, permite registrar señales de actividad neuronal en vivo.
¿Cómo? Cada vez que una neurona se activa, se produce un aumento de calcio en su interior. Si conseguimos medir estas variaciones de calcio dentro de las neuronas podemos relacionar la actividad neuronal de cada población concreta con una determinada función. Para esto se emplean indicadores de calcio llamados GCaMP que emiten luz fluorescente proporcional a estos cambios de calcio y que es captada por fibras ópticas.
Aplicando esta técnica es posible visualizar la actividad de poblaciones neuronales especificadas genéticamente, con una alta resolución temporal (es decir, casi a tiempo real), y durante tiempos mayores a los de técnicas como registros electrofisiológicos convencionales.
Al identificar los cables concretos que se activan, la fotometría está ayudando a realizar grandes avances en la comprensión del funcionamiento del cerebro. Entre otras cosas, a aclarar los mecanismos neuronales detrás del circuito de recompensa cerebral ayudará a entender problemas como la adicción.
Del mismo modo, usar esta técnica para comprender los circuitos neuronales que controlan el procesamiento del dolor permitirá avanzar en la búsqueda de nuevos analgésicos.
También ayuda a comprender mejor los mecanismos detrás de los efectos de terapias como la Estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés) para aliviar la depresión, un problema médico social que afecta a millones de personas.
Otro método a destacar sería el de la quimogenética, que con gran precisión permite estudiar la función de neuronas específicas dentro de un circuito. En este caso no se emplea luz, sino un fármaco o ligando inerte que activa o inhibe un grupo de receptores llamados DREADDs. Al igual que ocurre con la optogenética o la fotometría, esta técnica es extremadamente precisa.
Utilizando estas técnicas aquí mencionadas, me gustaría destacar el trabajo que el neurocientífico David Anderson está realizando en CalTech para comprender la neurobiología de la emoción, llegando a revolucionar lo que sabemos sobre el miedo, la agresión animal y el apareamiento. Estudiar los circuitos que gobiernan comportamientos como la agresividad puede tener repercusiones importantes en nuestra sociedad.
Sin duda, todas estas técnicas (optogenética, fotometría y quimiogenética) allanan el camino hacia el principal objetivo de la neurociencia: entender el modo en el que la actividad de nuestras neuronas determina nuestro comportamiento y funcionalidad, y cómo sus fallos dan lugar a patologías. Un objetivo que solo se consigue si desenredamos los cables de los circuitos neuronales, identificamos su función uno a uno, y podemos repararlo de un modo preciso cuando alguno se cortocircuite.
C Garau, Investigación en Neurociencias - IUNICS (Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut), Universitat de les Illes Balears
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
Este mecanismo, por tanto, permite la síntesis de nuevas proteínas tras su reciclaje. Por eso es clave en los procesos de mantenimiento y renovación celular en todas las etapas de vida del cerebro.
Partiendo de estos hechos, la creatividad y la innovación son pilares fundamentales sobre los que se erige el poder de un actor concreto, de ahí que se exijan cada vez más en las sociedades.
Esto no sólo ocurre con drogas duras como la cocaína o los opiáceos, hoy tristemente de actualidad. Muchos fumadores intentan dejar el tabaco varias veces y la tentación siempre está ahí. Y lo mismo les ocurre a quienes sufren alcoholismo: corren el riesgo de dejarse llevar en una fiesta o en una reunión de amigos y volver a beber.
En la vida cotidiana, el jamais vu puede ser provocado por la repetición o la mirada fija, pero no tiene por qué. A uno de nosotros, a Akira, le ha pasado conduciendo por la autopista, lo que le ha obligado a detenerse en el arcén para que su desconocimiento de los pedales y el volante se “restableciera”. Por suerte, en la naturaleza es raro.
:quality(85)/cloudfront-us-east-1.images.arcpublishing.com/infobae/OAK6JC5QMRBS5HJVCCAG43CJYQ.png)
En un paquete de 21 artículos, científicos de todo el mundo presentan esta semana el primer borrador del mapa de las células del cerebro humano, donde aparecen más de 3.000 tipos diferentes. Se abre así una nueva era en la investigación de este complejísimo órgano y sus enfermedades.
Piense en una conversación cualquiera. Las personas hablamos a un ritmo medio de unas 150 palabras por minuto y el habla es una señal auditiva continua donde, una vez pronunciado un sonido, éste desaparece.
Los Estados deben introducir leyes y directrices, con presupuestos suficientes y mecanismos de transparencia en su aplicación, restaurando y protegiendo esos derechos contra el abuso por parte de terceros, incluidas las empresas, para garantizar la recuperación y conservación la biodiversidad.
Las células peptidérgicas de los placozoos, unos animales extraordinariamente simples de millones de siglos de antigüedad, podrían encerrar la respuesta a este gran misterio de la ciencia.
Felix Pando compone música dirigida especialmente a nuestras queridas mascotas pensando en las fiestas y el estrés que acarrea en estas fechas festivas
Organizada por la Asociación de Amigos del Museo Municipal de Arte Juan Carlos Castagnino, este viernes 1 de diciembre se pondrá en marcha la edición 39 de la tradicional Feria Navideña en la residencia histórica marplatense ubicada en avenida Colón 1189.
La Fundación Aldea Ideal, por unanimidad de votos de sus fundadores y colaboradores, decide otorgar la distinción "SOLIDARIDAD 2023" al señor Felix Pando por colaborar solidariamente con el bien común y ayudar con sus acciones a construir una comunidad más inclusiva.
De todas las maravillas que nos ofrece la naturaleza, pocas son tan sorprendentes como las mariposas. Te presentamos las cinco especies más raras y fascinantes de estos insectos alados.