Optogenética

febrero 10, 2010

La combinación de elementos ópticos y genéticos ha dado lugar a la denominada optogenética. Se trata de dispositivos que sirven para controlar la función de grupos de células. Se emplean en animales modificados genéticamente (con genes sacados de las Chlamydomonas, o sea, menos técnicamente, escoria de estanque) para que algunas de sus neuronas (las que más interesen en cada estudio concreto) se estimulen cuando se aplica luz. Este sistema permite, entre otras cosas, manipular el comportamiento sin emplear técnicas muy invasivas. Pero, ¿la optogenética funciona también en la complejidad asombrosa de un cerebro humano? ¿Y podría ser utilizada para curar las enfermedades del cerebro? El grupo de investigación de Deisseroth (en Stanford) ya ha dado respuesta positiva a la primera pregunta. Ahora hay que averiguar qué partes del cerebro necesitan ser estimuladas para curar diferentes tipos de daños cerebrales. Para esto, la optogenética es una herramienta ideal, ya que permiten que los investigadores prueben distintos tipos de neuronas para encontrar el que podría hacer que las piernas se muevan de nuevo, las manos agarren de nuevo, las caras sonrían de nuevo.

En los animales se han hecho muchos experimentos y funciona. Pero imaginemos decir a un paciente “Vamos a alterar genéticamente su cerebro mediante la inyección de virus que llevan genes sacados de escoria de estanque, y luego vamos a insertar unas fuentes de luz en su cráneo.” Probablemente va a necesitar algunos datos de seguridad muy persuasivos primero. Así que los pasos siguientes fueron la creación de un dispositivo extremadamente pequeño que no requiere cables a través del cráneo (se implanta en la superficie del cerebro, en la parte superior de la zona de control de motor) y genes de sensibilización a la luz que se inyectan en el tejido afectado de antemano. Es una cirugía mucho más fácil que la estimulación eléctrica cerebral profunda, y, si funciona, un tratamiento mucho más preciso.

Poder tratar el Parkinson y otras enfermedades del cerebro podría ser sólo el principio. La optogenética tiene un gran potencial, no sólo para el envío de información en el cerebro, sino también para extraerla. Mediante la inyección de neuronas de ratones con otro gen, que hace que las células brillen en color verde cuando se activan, los investigadores están supervisando la actividad neuronal a través del mismo cable de fibra óptica que proporciona la luz. El cable permite “escribir” a un área del cerebro y “leer” de ella al mismo tiempo: comunicación en los dos sentidos. Este potencial es una ventaja importante de la optogenética respecto a otras técnicas de interacción cerebro-ordenador, que pueden comunicar estrictamente en un solo sentido. Los implantes motores y los entornos de realidad virtual e inteligencia ambiental permiten a la gente paralizada manejar ordenadores y objetos físicos, pero son incapaces de transmitir información al cerebro. Son dispositivos de salida solamente. Por otro lado, los implantes cocleares para sordos son de entrada solamente. Envían datos al nervio auditivo, pero no hay manera de recoger la respuesta del cerebro para modular el sonido.

No importa lo bueno que se vuelvan, las prótesis de un solo sentido no pueden cerrar el bucle. En teoría, la comunicación optogenética en los dos sentidos podría dar lugar a fusiones persona-máquina en las que el cerebro realmente interactúa con la máquina, en lugar de sólo dar órdenes o sólo aceptarlas. Se podría utilizar, por ejemplo, para que el cerebro envíe órdenes de movimiento a un brazo protésico; y los sensores del brazo podrían recopilar información y enviarla de vuelta. LEDs de color azul y amarillo se encenderían y apagarían dentro de las regiones somatosensoriales alteradas genéticamente de la corteza para dar al usuario la sensación de peso, de temperatura y de textura. La extremidad robótica se sentiría como un brazo real. Por supuesto, este tipo de tecnología de cyborgs y exoesqueletos sensibles no está exactamente detrás de la esquina. Pero de repente está saltando desde el reino de la fantasía salvaje al de la posibilidad concreta.

Y todo comenzó con escoria de estanque.

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