Métodos de Manipulación de la Actividad Neuronal

El hecho de poder controlar el cerebro de forma remota es una idea clásica en la ciencia ficción pero que, de hecho, ya se ha conseguido en la vida real, aunque no de la forma que cabría esperar. En las últimas décadas se han desarrollado varias metodologías con el fin de poder manipular la actividad neuronal, es decir, activar o inhibir las neuronas. Además, esta manipulación puede hacerse de forma controlada tanto espacial como temporalmente, lo que quiere decir que podemos activar una región cerebral de interés o una población de neuronas en concreto en el momento que decidamos hacerlo. De esta forma, los investigadores pueden ver qué ocurre al activar/inhibir dicha región o población neuronal, lo cual permite desentrañar el papel biológico de estas neuronas. 

Respecto a la metodología, este procedimiento habitualmente requiere del empleo de virus modificados genéticamente para que expresen un gen de interés y para que no sean patógenos. Es decir, en estos experimentos los virus son utilizados como simples medios de transporte que permiten que las neuronas expresen el gen de interés. El gen que se exprese será el que determinará cual es la estrategia de manipulación neuronal que vamos a utilizar, diferenciándose dos fundamentalmente: la farmacogenética y la optogenética. 

En la estrategia farmacogenética el gen que se expresa es un receptor muscarínico humano que ha sido modificado genéticamente para que sea activado únicamente en respuesta a un fármaco específico, la clozapina-n-óxido (CNO). En este sentido, existen receptores que al unirse al CNO producen la activación de las neuronas, mientras que, por el contrario, existen otros que al unirse a este fármaco provocaran la inhibición de estas. De esta forma, los investigadores pueden controlar temporalmente cuándo tiene lugar la manipulación de la actividad neuronal puesto que esta únicamente tendrá lugar cuando inyecten el CNO en los animales. 

Respecto a la estrategia optogenética, el gen que se expresa es un canal iónico cuya apertura tiene lugar en respuesta a la luz. Es decir, estos canales iónicos al ser iluminados permiten el paso de iones, de forma que pueden modificar el potencial de membrana de las neuronas, lo que significa que puede manipularse de esta forma el impulso nervioso, permitiendo apagar o encender las neuronas como si se tratara de interruptores. Este procedimiento requiere implantar una fibra óptica en el cerebro del animal, ya que tiene que iluminarse la región cerebral donde se encuentran las neuronas de interés. 

En definitiva, aunque no de la forma que seguramente se esperaría el lector, el control remoto del cerebro no es una idea utópica, sino que se trata de una estrategia que está siendo utilizada actualmente por investigadores neurocientíficos de todo el mundo con el fin de desentrañar cómo funciona el cerebro.