‘Interruptor de luz’ ilumina el cableado neuronal

Virus inducido etiqueta optogenética de neuronas; derecha: acercamiento de área rectangular. (Crédito: Sheng-Jia Zhang et al./Science).

En un ejemplo vívido de como los neurocientíficos están de manera meticulosa trazando el microcableado del cerebro, investigadores noruegos han usado un interruptor optogenético para ver (literalmente) qué neuronas se comunican con otras en una pequeña sección del cerebro.

Los investigadores de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) utilizaron virus que actúan como ruta para la entrega de genes “channelrhodopsin-2″  hacia “células de lugar” para crear un equivalente al interruptor común de luz.

Células de lugar, ubicadas en el hipocampo, están dedicadas a reconocer lugares físicos específicos.

Luego, los investigadores insertaron fibras ópticas en el cerebro de la rata para transmitir luz hacia las células de lugar. Igualmente, implantaron microelectrodos entre las células de manera que pudieran detectar las señales enviadas a través de  loa axones cada vez que la fibra óptica se habilitaba.

Los investigadores encendieron y apagaron las luces más de diez mil veces mientras grababan la actividad de cientos de células individuales en el cerebro de la rata, del tamaño de una uva. Los investigadores realizaron esta actividad mientras las ratas corrían en una caja de un metro cuadrado, mientras recogía golosinas.

Mientras las ratas recorrían la caja y encontraban golosinas, los investigadores pudieron utilizar las células sensitivas a la luz para saber la manera en que su cerebro creaba el mapa que había recorrido.

Cuando los investigadores colocaron toda la información junta, pudieron ver que hay un amplio rango de células diferentemente especializadas que proveen información a las células de lugar, tales como células de entramado, células de dirección en la cabeza y células de frontera. El GPS del cerebro –su sentido de lugar– es creado por señales provenientes de todas estas distintas células.

Notaron que, mientras las células de lugar reciben información sobre el medio circundante de la rata y sus aspectos más importantes, también de manera continúa actualizan su propio movimiento, el cual es independiente de cualquier entrada sensorial.

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