Macaco Rhesus

Su limitado carácter invasivo y su alta resolución espacial y temporal han convertido a la optogenética en una de las técnicas predominantes en investigaciones avanzadas para estimular o inhibir a las neuronas específicamente implicadas en diferentes procesos mentales y conductuales. Sus logros apuntan incluso a la posibilidad de desarrollar prótesis para aplicaciones terapéuticas en la clínica neurológica, como la posible restauración de la visión activando células enfermas de la retina (https://elpais.com/elpais/2015/08/31/ciencia/1441016903_198747.html).

Su extraordinario éxito se ha concentrado hasta el momento en las investigaciones con roedores, pero los intentos de aplicación en primates no humanos no han dado todavía los resultados esperados. El típico experimento con optogenética en monos macacos ha consistido en inyectar una opsina viral  en una región específica del cerebro y una vez que el virus se ha expresado, administrar  a esa zona la luz de un láser o un diodo de emisión (LED) a través de un cable de fibra óptica insertado en la zona objetivo y acoplado generalmente a un electrodo de registro.

Entre los problemas observados con ese procedimiento destacan el daño al tejido que puede ocasionar la introducción cerebral del cable de fibra óptica y la imposibilidad de conducirlo con precisión al mismo lugar intracraneal en sucesivos ensayos experimentales. Problemas que han intentado solucionarse iluminando el cortex directamente a través de una duramadre artificial trasparente, pero este procedimiento tiene acceso limitado a estructuras cerebrales poco profundas y requiere abrir ventanas craneales con el consiguiente riesgo de infecciones.

Es por eso que un grupo de investigadores del Massachusetts Institut of Technology y del Massachusetts Institute of Mental Health (EEUU) han ideado un nuevo método de estimulación optogenética en macacos consistente en una doble rejilla de LEDs crónicamente implantados sobre la corteza cerebral que puede mantenerse en la misma posición durante muchos días evitando dañar al tejido. El sistema permite una flexible perturbación estable de la misma región cortical durante meses con una precisa resolución espacial.

Un primera prueba in vivo en monos Rhesus (DOI: 10.1038/s41592-021-01238-9) ha consistido en el implante de las rejillas de LEDs en el área visual primaria derecha previamente inyectada con una opsina, y observar después como la estimulación optogenética afecta a una prueba de discriminación visual en la que el animal tenía que localizar un estímulo objetivo según su intensidad de iluminación y en presencia de un estímulo distractor. El resultado, tal como se esperaba, fue que esa estimulación perturbadora disminuyó el rendimiento en la tarea del macaco sin que ello fuera debido a efectos inespecíficos como el calentamiento del tejido neuronal.

Los investigadores sostienen que el procedimiento utilizado, aunque limitado a la perturbación o silenciación de estructuras cerebrales no muy profundas, puede ser de gran utilidad para estimular optogenéticamente zonas precisas de los grandes cerebros de los primates, e incluso para desarrollar prótesis que pudieran implantarse en el cerebro humano con fines terapéuticos.

Ignacio Morgado Bernal
Ignacio Morgado Bernal

Catedrático emérito de Psicobiología en el Instituto de Neurociencia y en la Facultad de Psicología de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Sobre este blog

Este blog trata de cómo el cerebro crea y gobierna los procesos mentales que hacen posible el conocimiento y la inteligencia en animales y humanos. Quién soy, qué es la consciencia, cómo percibimos el mundo, por qué olvidamos, emoción versus razón, autoconsciencia en animales, son ejemplos de los temas que trataremos en el mismo.

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