El equipo nipón conectó redes de neuronas, los caminos por los que viaja la información en nuestro cerebro, con una precisión sin precedentes. El logro podría ser el primer paso hacia la creación de cerebros en laboratorios que imiten al humano —aunque para ese se requerirían millones de conexiones—.
Los expertos colocaron neuronas en microplacas sintéticas (arriba) y lograron que se conecten entre sí formando una red (abajo).
Todos hemos escuchado alguna vez que el cerebro humano es como un ordenador complejo, que cuenta con un universo de posibilidades que no estamos listos para explotar. En esta estructura, formada por billones de conexiones entre millones de neuronas, la comprensión de su funcionamiento resulta a veces complicado, por lo que los investigadores normalmente utilizan modelos simplificados a fin de estudiar pequeñas piezas de este complejo rompecabezas.
Eso es precisamente lo que han hecho los investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio, quienes han creado un método para estudiar el comportamiento neuronal a partir de placas microscópicas. En concreto, los científicos utilizaron dichas placas para conectar las neuronas célula por célula.
Hasta ahora, el uso de cultivos in vitro para investigar el cerebro humano era lo más común, y consistía en recopilar neuronas y hacerlas crecer en un recipiente o plato. A pesar de que estos cultivos son manipulables a nivel químico o eléctrico, y son indispensables para la investigación neurológica, carecen de ciertos componentes fundamentales. Así lo afirma Shotaro Yoshida, autor principal del estudio, quien reveló:
«Los modelos de cultivo in vitro son herramientas esenciales porque se aproximan a redes de neuronas relativamente simples y son controlables experimentalmente (…) Estos modelos han sido fundamentales para el campo durante décadas. El problema es que son muy difíciles de controlar, ya que las neuronas tienden a establecer conexiones al azar entre sí. Si podemos encontrar métodos para sintetizar redes de neuronas de una manera más controlada, es probable que impulse avances importantes en nuestra comprensión del cerebro».
La geometría manda
Los investigadores basaron su estudio en los recientes descubrimientos sobre el comportamiento neuronal, donde se ha afirmado que las formas geométricas permiten guiar a las neuronas, ordenándoles dónde y cómo deben crecer. Por ello, el equipo de investigadores utilizó un material sintético adhesivo para crear una placa microscópica.
Esta placa es circular, y de ella sobresale un rectángulo. En este sentido, descubrieron que esta forma permite inducir el comportamiento neuronal de una manera específica: cuando es colocado sobre la microplaca, el cuerpo celular de una neurona se asienta en el círculo, mientras que las dendritas y el axón crecen a lo largo del rectángulo.
Yoshida afirma que lo que buscaban con este método era tener el control sobre la forma en que las neuronas se conectaban. Por ello, diseñaron las microplacas para que se movieran, de manera que al ser empujadas, era posible mover físicamente dos neuronas una al lado de la otra.
A través de una técnica que permite visualizar las partes de una sinapsis (estructuras que permiten que los mensajeros químicos viajen de una neurona a la siguiente), el equipo de investigadores descubrió que las neuronas en las microplacas sí pudieron comunicarse entre sí. Más allá de ello, cuando una neurona era iluminada con iones eléctricos, su compañera se iluminaba al mismo tiempo.
A pesar de que los investigadores desean ampliar esta investigación para mejorar el método, los resultados que han presentado suponen un importante avance con respecto al uso de microplacas para la investigación de la estructura neuronal y el comportamiento de las neuronas.
Fuente: Micromachines. Edición: Jorge Quijije.
