¡QUE SE HAGA LA LUZ! - Las promesas de la optogenética

Hoy en día, la mayoría de los neurocientíficos entienden el cerebro como una amalgama de circuitos neuronales integrados en redes de gran escala que llevan a cabo diversas funciones. Si pudiéramos probar para qué sirve cada circuito, tal vez descifraríamos más rápidamente algunos de los misterios de la mente humana, pero, ¿cómo hacerlo? Si alguien nos dijera que, insertando el gen de una bacteria o alga en el cerebro de un ratón, podemos activar o desactivar algunos circuitos neuronales al proyectar luz sobre ellos, tal vez no lo creeríamos posible. Pero lo es. Esta es una técnica novedosa pero esencial en neurociencia y se llama OPTOGENÉTICA.

¿Qué es exactamente la optogenética? Se trata de una técnica de investigación que controla neuronas y circuitos neuronales exponiéndolos a luces de distintos colores. Comienza con la manipulación genética de neuronas para insertarles OPSINAS, proteínas microbianas que reaccionan a luz con distintas longitudes de onda. Una vez insertado el gen, las opsinas se producirán en la maquinaria celular y se colocarán en la membrana, donde fungirán como canales sensitivos a la luz. Cuando son activadas, dejarán pasar iones que generen o detengan el impulso eléctrico que comunica una neurona con otra. Una vez que las neuronas de los animales de laboratorio expresan opsinas, los investigadores pueden activar o desactivar ciertos circuitos cerebrales proyectando luz sobre ellas. Esto permite estudiar la actividad de circuitos neuronales in vivo. Cambiando los patrones de actividad de distintos circuitos neuronales que se cree que están afectados en distintas enfermedades cerebrales, esta técnica podría ayudarnos a comprender estas patologías o dar nuevas opciones de curación. Hace pocos años, un grupo de investigadores liderado por Karl Deiseroth, quien desarrolló esta técnica, logró reducir la ansiedad en animales de laboratorio utilizando luz que inhibiera neuronas de circuitos involucrados en la respuesta emocional. Hoy en día, la técnica se usa en diversos laboratorios de todo el mundo para estudiar diversas funciones y patologías cerebrales.

Gracias al esfuerzo del neurocientífico mexicano Luis Alberto Carrillo Reid, el Instituto de Neurobiología de la UNAM será pronto el primer instituto en Latinoamérica en utilizar esta tecnología para desarrollar líneas que investiguen el funcionamiento del cerebro.

Breviario cerebral por Juga cerebralia.

Video via Nature Videos, subtitulado en español.

PAra saber más:
https://thebrainbank.scienceblog.com/2013/08/05/controlling-the-brain-with-light-where-are-we-at-with-optogenetics/
https://www.scientificamerican.com/article/optogenetics-controlling/
http://www.sebbm.es/revista/articulo.php?id=75

http://conacytprensa.mx/index.php/sociedad/personajes/20366-neurobiologo-mexicano-reprograma-cerebros

Música y cerebro, tres libros para explorar.

           Desde que el ser humano se reconoce como tal, la música ha sido una característica universal de sus sociedades. Los instrumentos más antiguos datan de hace 30,000 a 40,000 años, y se asume que antes de eso ya se utilizaban distintos materiales como percusiones. No debería entonces ser una sorpresa que nuestros cerebros estén tan preparados para procesar la música como lo están para procesar el lenguaje: Todo parece indicar que nos ha acompañado desde nuestros inicios como especie. Los recién nacidos responden al tono y a los cambios de ritmo de la música, y los lactantes se mueven espontáneamente al escucharla y muestran más sociabilidad en su conducta. Si usted es un amante de la música y/o un curioso del cerebro, Juga Cerebralia le recomienda tres libros que exploran los vínculos entre ambos:

1. Un hombre es alcanzado por un rayo. Tras volver en sí y ser estudiado por un equipo de médicos, todo parece indicar que ha salido ileso. Poco tiempo después nota un comportamiento inusual: El piano familiar, que llevaba años empolvado en el sótano, le despierta una nueva e imparable curiosidad. El hombre empieza a tocar el piano sin cesar: se ha despertado en él una nueva pasión por la música. Con este relato abre el libro "Musicofilia" de Oliver Sacks, en el que hace un recorrido por casos clínicos y fenómenos curiosos (como los famosos "gusanos musicales", esas canciones "pegajosas" que penetran en nuestro mundo mental incluso sin ser invitadas. Las reflexiones de Oliver Sacks a raíz de estas historias revelan la intricada relación entre música, cerebro y humanidad.

2. La neurociencia cognitiva está en la intersección entre la psicología y la neurología: Estudia los mecanismos biológicos detrás de las funciones de la mente humana. En el libro “Tu cerebro y la música”, Daniel Levitin nos explica los avances en esta disciplina que explican algunas particularidades de la musicalidad humana. Entre los temas que nos ofrece este libro están: ¿por qué tenemos una propensión natural al ritmo?, ¿cómo procesa nuestro sistema auditivo diferentes aspectos de la música?, ¿cómo es que una melodía puede transportarnos a recuerdos que de otra manera no hubiéramos evocado?, ¿qué procesos cerebrales están relacionados con el placer que nos ofrece la música que amamos?

3. ¿Qué ocurre en el cerebro de un compositor al momento de crear su obra? En el libro “Las neuronas encantadas”, el neurobiólogo francés Jean-Pierre Changeux entabla un diálogo con los compositores Pierre Boulez y Philippe Manoury alrededor de la creación musical. Este libro es un puente sólido entre arte y ciencia, que explora temas tan diversos e interesantes como las paradojas de la estética, la fisiología de la experiencia musical, las bases evolutivas del trabajo creativo, las particularidades del aprendizaje musical y la naturaleza -parte consciente, parte inconsciente- de la creatividad.