Premio Nobel reconoce herramienta de control cerebral basada en luz llamada optogenética

En resumen: Tres científicos recibieron un Premio Nobel por desarrollar la optogenética, un método que usa luz para controlar células cerebrales individuales. Los investigadores usan esta tecnología para estudiar cómo la actividad cerebral se vincula con acciones como dormir, beber y el comportamiento social.

Imagínese iluminar una parte diminuta del cerebro y ver al instante que un animal empieza a beber agua. Esta idea de ciencia ficción es ahora una realidad para los investigadores que estudian la mente.

Qué ocurrió, en palabras sencillas

El 5 de octubre, Peter Hegemann, Georg Nagel y Karl Deisseroth ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por crear la optogenética. Hegemann y Nagel descubrieron una proteína llamada canalrodopsina en algas verdes que reacciona a la luz, mientras que Deisseroth convirtió esta proteína en un interruptor controlado por luz para las células nerviosas. Investigadores como la profesora del Caltech Viviana Gradinaru ayudaron a mejorar el método durante sus estudios de posgrado al desarrollar formas de silenciar la actividad de las células nerviosas usando luz. Hoy en día, los científicos usan la optogenética en animales de laboratorio para comprobar cómo células cerebrales específicas controlan acciones, emociones y necesidades básicas.

Puntos clave

• El descubrimiento en algas inició el proceso: Los científicos encontraron proteínas en algas verdes unicelulares que ayudan a los organismos a nadar hacia fuentes de luz.
• Encender y apagar las células cerebrales: Los investigadores modifican las células cerebrales para que porten proteínas sensibles a la luz de modo que los láseres puedan excitar o inhibir la actividad celular.
• Mejorar la tecnología con el tiempo: Los científicos superaron problemas iniciales en los que las proteínas inhibidoras dañaban las células y, más tarde, crearon versiones que responden a la luz roja para alcanzar partes más profundas del cerebro.
• Pasar de la observación a la causa y efecto: La optogenética permite a los investigadores comprobar si encender o apagar neuronas específicas causa directamente un determinado comportamiento, en lugar de limitarse a observar patrones.

Términos explicados

• Optogenética — Método científico que usa cambios genéticos y luz para controlar la actividad de células cerebrales individuales. Ejemplo: Usar un destello de luz dentro del cerebro de un ratón para hacer que una célula nerviosa específica se encienda o se apague.
• Neuronas — Células nerviosas que envían y reciben mensajes eléctricos y químicos por todo el cuerpo y el cerebro. Ejemplo: Las células especializadas que transportan señales desde su cerebro hasta sus músculos cuando mueve la mano.
• Evolución dirigida — Proceso de laboratorio que imita la selección natural para crear nuevos tipos de proteínas o enzimas con rasgos específicos. Ejemplo: Criadores que eligen a los perros más rápidos a lo generación tras generación para obtener un perro de carrera más veloz, pero hecho en un laboratorio con proteínas.

Por qué importa

Esta tecnología ofrece a los científicos una manera potente de mapear cómo funcionan los circuitos neuronales en modelos animales, ayudando a los investigadores a comprender las causas fundamentales de los comportamientos básicos, el sueño y el equilibrio interno del cuerpo.

Lo que aún no sabemos

La fuente abarca investigaciones preclínicas en modelos de laboratorio como ratones, moscas y peces cebra, y no presenta esta investigación como un tratamiento médico para humanos.

Basado en información de Caltech. Este es un texto explicativo independiente, escrito con palabras propias y ayuda de IA; Caltech no lo ha revisado ni respaldado. Lee el original para ver todos los detalles.