Por Sara Jodosh
publicado n/a científico americano
Cuando una sola neurona dispara, un bip químico aislado. Cuando se dibujan varios, forman un pensamiento. Cómo conecta el cerebro las discrepancias entre estos dos niveles de actividad neuronal sigue siendo un gran misterio, pero las nuevas tecnologías nos están acercando a la solución.
Esta mueca cian brillante se ve arriba en una foto de un tipo de sensor biológico que puede detectar la liberación de pequeñas cantidades de neurotransmisores, moléculas de señalización que las células cerebrales usan para comunicarse. Estos sensores, llamados CNiFER (pronunciado “olfateadores”), permiten a los científicos examinar el cerebro de cerca.
Esta tecnología reciente, desarrollada como parte de la iniciativa BRAIN de Casa Branca, podría profundizar nuestra comprensión de cómo surge la función cerebral a partir de la interacción compleja de las neuronas individuales, incluso cómo se desarrollan comportamientos complejos como el vicio. Paul Slesinger, neurocientífico de la Universidad Médica Ican de Mount Sinai, uno de sus principales investigadores que supervisó la investigación, exhibió los sensores en la Exposición Nacional 252 de la American Chemical Society.
Las tecnologías recientes también han demostrado ser muy amplias o muy específicas para determinar cómo pequeñas cantidades de neurotransmisores en varias células contribuyen a la transmisión del pensamiento. Los científicos han utilizado fMRI para observar el flujo sanguíneo como sustituto de la actividad cerebral durante largos períodos de tiempo, o han utilizado marcadores para rastrear la liberación de un neurotransmisor particular de un pequeño conjunto de neuronas durante unos segundos. Pero los CNiFER juegan un buen papel; Permiten a los investigadores monitorear múltiples neurotransmisores en diferentes células durante períodos de tiempo significativos.
Cuando un CNiFER ingresa al conteo como el neurotransmisor que fue designado para detectar, aumenta. Usando un pequeño sensor no implantado en el cerebro, los científicos pueden medir la cantidad de luz o CNiFER que emite y deducir la cantidad de neurotransmisor presente. Como incluyen varias partes interconectadas, los CNiFER son muy versátiles y forman un sistema de «abrir y tirar», explica Slesinger. Se pueden activar diferentes secciones de sensores para detectar neurotransmisores individuales. Al mismo tiempo, la tecnología de ponta tinha tiene problemas para diferenciar entre neurotransmisores con moléculas similares, como la dopamina y la norepinefrina, pero esto no es un problema para los CNiFER.
Los sensores se probaron en animales para examinar procesos cerebrales particulares. Slesinger y sus socios también utilizaron CNiFER para observar más de cerca un fenómeno psicológico clásico: el condicionamiento pavloviano. Así como Pavlov entrenó a un cachorro para que salivara ante el sonido del destino, Slesinger entrenó a las gatas para que asociaran una señal auditiva con una recompensa de comida. Al comienzo del experimento, los insectores presenciaron la liberación de dopamina y norepinefrina cuando se les dio un terrón de azúcar. A medida que anima, se condicionará a asociar la señal con el azúcar, la liberación del neurotransmisor se produce antes, posiblemente coincidiendo con la señal, o en lugar de la recompensa.
Los estudios en camundongos pueden tomar mucho tiempo para mostrar o las posibles innovaciones tecnológicas aplicadas en humanos, lo que permite mejores tratamientos para pacientes con enfermedad de Parkinson o conmoción cerebral, por ejemplo. Más isso é de donde proviene todo, Slesinger está particularmente interesado en el uso de CNiFER para el estudio del vicio. Una comprensión más concreta de cómo se desarrolla la adicción en el cerebro a lo largo del tiempo podría ayudar a identificar nuevos objetivos para que las personas luchen o peleen.