Científicos iluminan el cerebro de una mosca para darle un vistazo al pasado

Al utilizar una proteína fluorescente de una medusa, los científicos de la Universidad de Northwestern pueden ver qué ha experimentado una mosca en horas pasadas.

Si concibes las señales electroquímicas que se mueven en el cerebro como una gran carrera de relevo, las sinapsis son los puntos en los que se pasa la batuta de una corredor (o neurona) a otro. Al iluminar estos puntos de conjunción en el cerebro de una mosca Drosophila melanogaster, los neurocientíficos de la Universidad de Northwestern fueron capaces de ver hacia el pasado y observar lo que el insecto experimentó unas horas antes.

Con una técnica que podría servir para entender el cerebro humano, los científicos diseñaron tres moléculas fluorescentes en tres colores distintos (verde, amarillo y azul) de una proteína que se encuentra en la medusa. Los investigadores dividieron estas moléculas en dos, utilizando métodos de la biología molecular, anexaron un extremo a una neurona y otro extremo a la neurona que se encuentra en frente de la brecha sináptica. Cuando una señal salta a través de una sinapsis, la molécula se une y se ilumina. Es más, se quedó iluminada entre una y tres horas.

Para realizar su estudio, los investigadores aplicaron sus moléculas fluorescentes a las conexiones neuronales involucradas en los tres principales sistemas biológicos de la mosca: su sentido del olfato, de la temperatura y su vista. Luego, expusieron los insectos a distintas experiencias sensoriales: el aroma de semillas de alcaravea y la fragancia de una rosa, por ejemplo. Después, observaron a través del microscopio para ver cuáles sinopsis se activaron, al ver qué marcador de color se iluminó.

"Distintas sinapsis están activas durante distintos comportamientos, y podemos ver eso en el mismo animal con nuestras tres etiquetas", dijo Marco Gallio, el autor principal del artículo que describe el estudio publicado en la revista Nature Communications.

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Al iluminar el cerebro de una mosca, los científicos esperan entender los procesos del cerebro.

Foto de Albert Lleal/Minden Pictures/Corbis

Gallio, quien es profesor de neurobiología en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Northwestern, cree que su estudio sobre la mosca -- que, según él, tiene sólo 100,000 neuronas -- puede llevar a un mayor entendimiento sobre el cerebro humano, que tiene unas 100,000 millones de neuronas.

"Una vez que entendamos cómo un cerebro más sencillo computa las decisiones y procesa el comportamiento, podremos utilizar estos principios como un punto de partida para entender el cerebro humano, que es más complejo", le dijo Gallio a CNET. "La idea es que alguna parte de esta capacidad de razonamiento se habría conservado a través del proceso de evolución".

Las máquinas de Imagen por resonancia magnética funcional (o fMRI, por sus siglas en inglés), por ejemplo, no ofrecen un vistazo célula por célula de nuestra materia gris, sino que ofrecen una imagen más general que indica cuál región del cerebro está activa durante ciertos procesos. La comunicación de neurona a neurona se puede monitorizar a través de electrodos inyectables, pero ese proceso es inherentemente invasivo.

Gallio dijo también que la técnica de las moléculas fluorescentes puede brindar un vistazo más detallado y menos invasivo del cerebro que lo que ofrecen los actuales métodos.

"Necesitamos herramientas que nos permitan observar la actividad al nivel de una sinapsis", dijo Gallio. "Esto es lo que nuestro sistema puede hacer por primera vez. Podemos dejar que la mosca realice su rutina, y después ver qué sinapsis se activaron".

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