Control artificial del cerebro mediante mensajeros químicos sintéticos

Unos neurocientíficos han perfeccionado un sistema de control artificial del cerebro mediante mensajeros químicos sintéticos que actúan sobre la circuitería cerebral y en consecuencia sobre la conducta del individuo. Esta tecnología puede ahora activar o desactivar cada neurona de un grupo seleccionado, y así activar o desactivar las conductas derivadas de ello, en ratones.

Tal grado de control es fundamental para descifrar los procesos neuronales subyacentes en los comportamientos complejos.

El equipo del Dr. Bryan Roth, de la Universidad de Carolina del Norte en la ciudad estadounidense de Chapel Hill, ha demostrado la segunda generación del sistema, llamado DREADD (por las siglas del término en inglés Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs).

DREADD 2.0 basa su mejora en una nueva tecnología ampliamente desarrollada y ensayada por el equipo del Dr. Roth a lo largo de la pasada década. Consigue el control al introducir un sistema de mensajería química cerebral sintética que se integra en el funcionamiento de los sistemas naturales.

Los investigadores modificaron genéticamente a ratones para que tuvieran cerebros que contuvieran receptores artificiales en circuitos específicos. Se trata de proteínas sintéticas en la superficie de las neuronas que solo pueden ser activadas mediante una sustancia sintética específica que aparte de esto no tiene efecto biológico alguno en el cerebro. Es como una cerradura que solo puede ser abierta por una única llave. Cuando la sustancia activadora (la llave) se enlaza a su receptor o receptores artificiales (las cerraduras), dependiendo de su programación, activa o bloquea la actividad neuronal, proporcionando por tanto a los investigadores un control experimental sobre los circuitos cerebrales y los comportamientos del animal.

El DREADD actualizado alcanza un control dual de una neurona (abajo) y el comportamiento derivado, mediante la introducción de un sistema experimental de mensajería química sintética, en circuitos cerebrales específicos en ratones. Consiste en una proteína receptora (arriba) y una sustancia por lo demás inerte (medio), que se enlaza al receptor para incrementar la actividad neuronal (rojo), y otro conjunto similar pero cuya función es reducir la actividad (azul). (Imagen: Bryan Roth, University of North Carolina)

Las primeras versiones del DREADD solo podían controlar la actividad en una dirección (activar o desactivar) en la misma población de células. DREADD 2.0 aprovecha las propiedades ofrecidas por un tipo particular de receptor, emparejado con una sustancia biológicamente inerte que se enlaza a él, para añadir un control dual. Unido a un DREADD ya existente, la nueva versión puede utilizarse experimentalmente para sondear la circuitería cerebral de una amplia gama de comportamientos, a través del control secuencial, de encendido y apagado, de neuronas. Por ejemplo, los investigadores ya han demostrado cómo su sistema perfeccionado y ampliado puede controlar de forma bidireccional el movimiento y los comportamientos de alimentación de los animales a los que se ha aplicado.

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