Controlar con luz la excitabilidad de neuronas

Hace casi 20 años, se ideó un ingenioso modo de estimular neuronas en unos casos o silenciarlas en otros, todo ello mediante la estrategia de manipular genes y luego proyectar luz sobre las neuronas de interés. Esta técnica, conocida como optogenética, permite a los investigadores descubrir las funciones de neuronas específicas y cómo se comunican con otras neuronas para formar circuitos.

Basándose en esa técnica, unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la Universidad Harvard, en Estados Unidos ambas instituciones, han ideado ahora una forma de lograr cambios a más largo plazo en la actividad de las neuronas.

Con la nueva técnica, se puede usar la exposición a la luz para cambiar la capacitancia eléctrica de las membranas de las neuronas, lo cual altera su excitabilidad (el grado de intensidad con que responden a las señales eléctricas y fisiológicas).

Los cambios en la excitabilidad de las neuronas se han relacionado con muchos procesos cerebrales, como el aprendizaje o el envejecimiento del cerebro, y también se han observado en algunas dolencias cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer.

La técnica ideada por el equipo de Xiao Wang, del MIT, permite aumentar o disminuir en la medida deseada la excitabilidad neuronal mediante luz y a largo plazo. Esto permitirá averiguar de manera directa en futuras investigaciones el efecto que el grado de excitabilidad de diversos tipos de neuronas ejerce sobre cada una de las conductas animales básicas.

Recreación artística del concepto de controlar la excitabilidad de las neuronas mediante luz. (Ilustración: Amazings / NCYT)

Más a largo plazo, la misma técnica podría emplearse para ayudar a reajustar en humanos la excitabilidad neuronal y de ese modo devolver la normalidad a circuitos cerebrales alterados.

Wang y sus colegas exponen los detalles de su nueva técnica en la revista académica Science Advances, bajo el título “Optogenetic polymerization and assembly of electrically functional polymers for modulation of single-neuron excitability”. (Fuente: NCYT de Amazings)