Investigadores del Departamento de Neurociencias del UT Southwestern Medical Center en Dallas, consiguieron identificar el circuito neuronal que poseen los pinzones cebra (Taeniopygia guttata) para aprender la duración de las sílabas de una canción y después, mediante técnicas de optogenética, crearon un falso recuerdo que las aves más jóvenes utilizaron para desarrollar una nueva canción de cortejo.

Uno de los asuntos que más intriga a los neurocientíficos es el proceso por el cual los humanos aprendemos a hablar. Para estudiarlo se utilizan algunos modelos animales, como el diamante cebra (Taeniopygia guttata), un ave cantora cuyas crías escuchan a sus progenitores cantar y aprenden a replicar las canciones practicando miles de veces, algo parecido a lo que hacen los bebés cuando dicen sus primeras palabras.

La creación de tejidos biológicos, como la piel, los músculos o los huesos, con formas concretas se halla ahora un paso más cerca. Investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), en Heidelberg, han logrado dirigir el plegamiento y la forma de los tejidos mediante optogenética, una técnica que permite controlar la actividad de las proteínas por medio de la luz. Sus hallazgos, recién publicados en Nature Communications, tienen notables implicaciones para la medicina regenerativa.

Neurobiólogo afincado en Nueva York es el ideólogo del proyecto BRAIN, gran apuesta científica de EE UU. Su objetivo: descifrar los misterios del cerebro(...)Si hay algo que me gustaría, sería hablar con Cajal ahora. Pocos años después de su muerte, dos matemáticos estadounidenses publicaron un paper que es el comienzo de las redes neuronales. Si Cajal hubiese asistido a eso, hubiera visto que todo encajaba, hubiera sido posible relacionar la gran síntesis que él tenía en su cabeza(...)

Investigadores de diferentes instituciones médicas (Ins. de Ciencias Biomédicas y Centro Int. de Medicina) y tecnológicas (Academia de Tecnología Aeroespacial) de Shangai, en colaboración con la ETH de Zürich, han desarrollado un sistema testado en ratones por el cual se inyectan células productoras de insulina que contienen pequeños LEDs insertados en un hidrogel. Dichos LEDs son controlados por una app de Android activando la generación de insulina. Revierten la diabetes del ratón en 2 horas y durante 15 días sin incidencias.

A veces queremos borrar los recuerdos (investigadores ya trabajan en ello), otras veces lamentamos haber perdido la nitidez de aquellos que en algún momento de nuestra vida nos hicieron felices. Aunque aún estamos lejos de una 'píldora milagrosa' capaz de hacernos rememorar con total veracidad nuestro pasado, científicos norteamericanos trabajan en una técnica que ha hecho posible reactivar recuerdos perdidos.

GenSight Biologics (París) y Bionic Sight (Nueva York) planean para 2017 ensayos clínicos para tratar la retinitis pigmentosa, enfermedad ocular degenerativa que destruye los fotoreceptores. Combinan una terapia génica emergente llamada optogenética -añadiendo instrucciones genéticas a los ganglios de la retina- con gafas de alta tecnología que pueden emitir luz en el ojo. En teoría podría usarse con cualquier enfermedad de los fotoreceptores. Tests previos en monos y ratas parecen haber funcionado. [ Trad. al español: goo.gl/S4vHsI ]

La ciencia ficción ha imaginado en los últimos tiempos la posibilidad de borrar memorias. En Eterno resplandor de una mente sin recuerdos, Jim Carrey repasa todos sus recuerdos junto Kate Winslet, durante el procedimiento para quitársela de la cabeza. Pero la optogenética le da un giro a la imaginación.

Investigadores de Yale fueron capaces de modificar un grupo de neuronas de la amígdala de ratones de tal manera que los científicos podían encender y apagar dichas neuronas con una novedosa técnica denominada optogenética. En el experimento los animales conectados a un láser se mantuvieron tranquilos en presencia de una posible presa como era un grillo mientras el dispositivo se encontraba apagado. Sin embargo, cuando la luz del láser incidió en las neuronas el tranquilo animal se convirtió en un feroz depredador (VIDEO).

"Siempre pensé que el cerebro era en su mayoría una red de cables" dice el Dr. Rafael Yuste, un neurobiólogo español ideólogo del proyecto BRAIN que trabaja en la Universidad de Columbia. El avance que permitió a los investigadores reprogramar un grupo de neuronas es la culminación de más de una década de trabajo en optogenética. Estas redes pueden "imprimirse" como un "microcircuito neuronal" y ser reproducidas artificialmente en el cerebro de un animal vivo. Además apoya la hipótesis de aprendizaje y memoria del psicólogo Donald Hebb.

El trabajo es el primero que aplica la técnica de estimulación por luz sobre este tipo específico de neuronas –estudios anteriores se habían realizado en otros grupos de neuronas implicadas en la memoria–. La investigación ha permitido descubrir nuevos mecanismos celulares sobre los que se podría actuar en humanos, lo que supone un avance de cara a buscar tratamientos que regulen trastornos en los que el miedo juega un papel fundamental.

Todo empezó en 1971, con un estudio sobre los ojos de Halobacterium sp. (unas arqueobacterias que viven en entornos muy salados como el Mar Muerto): se descubrió que estos microbios poseen unas proteínas sensibles a la luz similares a las que los animales (incluyendo los humanos) tenemos en nuestra retina. Estas proteínas sensibles a la luz, las rodopsinas, se acumulan en una especie de ojos y permiten a los microbios desplazarse hacia la luz y utilizarla como fuente de energía.

El ser humano, al igual que otros primates, es especialmente social. Además de las necesidades básicas, los animales tenemos una necesidad de relación con el entorno. En el caso de las especies más complejas, como la nuestra, la relación incluye el contacto con otros miembros de nustra especie. Sin dichas relaciones aparece lo que conocemos como soledad, un estado que puede provocar depresión. Según el estudio, la zona donde se encuentran las neuronas implicadas en la soledad es el núcleo dorsal del rafe, una zona no muy estudiada del cerebro.

Un equipo del Centro Helmholtz de Múnich dirigido por el Dr. Hernán López-Schier ha logrado estimular la regeneración de las neuronas lesionadas en peces cebra usando luz. Para ello han empleado la optogenética, la activación de proteínas con luz. En este caso fue la molécula mensajera cAMP, que es producida por una enzima llamada adenilil ciclasa. Usaron una forma especial de esta enzima que es inducible por la luz azul para activar la reparación de nervios cortados y pasar de un 5% a un 30% de sinapsis tras la fotoestimulación.

Hace varios años, algunos investigadores descubrieron un tipo de algas unicelulares que contenían un tipo de proteínas llamadas ‘opsinas’ y que reaccionaban poniéndose en marcha o apagándose cuando recibían luz azul. El método es sencillo cuando la luz incide en la proteína, el fotón la absorbe y crea

Científicos de MIT han recuperado recuerdos mediante optogenética, es decir, añadiendo proteínas a las células cerebrales y activando éstas mediante la luz. Han demostrado así que los recuerdos se almacenan en conjuntos de neuronas, no en sinapsis o conexiones individuales, y que para recuperar un recuerdo es necesario fortalecer estas sinapsis... (enlace en inglés #6)

La optogenética combina métodos ópticos (destellos de luz provenientes de un láser o un LED) con métodos genéticos para transferir a un grupo específico de neuronas el cDNA que codifica proteínas de origen microbiano sensibles a la luz (llamadas opsinas). Ésta es una tecnología de vanguardia que inició su desarrollo en el 2005 por el Dr. Karl Deisseroth de la Universidad de Stanford. En el 2010 la revista Nature Methods lo nombró el método más importante del año.

Parece ser que una vez mas la realidad supera la ficción. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la UC Davis revela que la memoria puede ser manipulada, incluso suprimida, con la luz, ¡cómo si estuviéramos en la película de Men in Black! Los científicos aseguran que un destello de luz se puede utilizar para eliminar los recuerdos.

La optogenética, en la que es pionero Karl Diesseroth de la Universidad de Stanford, es una nueva técnica para la manipulación y el estudio de las células nerviosas usando luz dirigida a través de un cable de fibra óptica. El equipo de investigadores del Centro de UC Davis para la Neurociencia y el Departamento de Psicología han usado la luz para borrar recuerdos específicos en ratones, y han demostrado una teoría básica de cómo diferentes partes del cerebro trabajan juntas para recuperar recuerdos episódicos.

Optogenética y cerebro, cómo esta técnica está desnundando los misterios del cerebro bajo la luz de la fibra óptica.