¿Puede la luz modificar el cerebro?
Hace solamente una década, manipular el cerebro mediante láser era algo inreíble y se planteaba como pura ficción. De hecho, los científicos sí han podido intervenir sobre la actividad de las neuronas a través de impulsos eléctricos que son transmitidos por electrodos implantados con cirugía, y esa constituye hoy, una técnica que ha ayudado a enfermos de párkinson.
Pero lograr estos impulsos mediante el uso de la luz es todo un hito en la historia de la ciencia médica. Las que hicieron esto posible fueron proteínas de un tipo de algas unicelulares que reaccionan a la luz y actúan como interruptores que dejan pasar cargas eléctricas. Los científicos introdujeron estas proteínas en las neuronas mediante un virus que las hacía sensibles a la luz.
Esta revolucionaria tecnología, ha logrado reactivar neuronas enfermas de la retina de ratones ciegos y así mejorar su visión, inhibir o activar el dolor o quitar el hambre a los roedores mediante sus neuronas, sin necesidad de darles alimento alguno. Esta capacidad para activar o desactivar regiones del cerebro también ha servido para estudiar su relación con otras funciones.
Pero una de las cuestiones a la hora de aplicar esta tecnología, conocida ya como optogenética, es que las proteínas que abren y cierran los canales de las neuronas solamente se activan con luz visible, azul o verde y tales tipos no tienen mucha capacidad de penetración, por lo que que para aplicar la técnica es necesario abrir la cabeza de los animales de laboratorio.
Pero ese problema a la hora de llevar las posibilidades de cambiar el cerebro con luz se está comenzando a resolver gracias a trabajos como el presentado en la revista Science. Y es que equipo internacional de científicos liderado por Thomas McHugh, del Instituto de Neurociencia RIKEN en Japón, ha logrado activar las neuronas de ratones de laboratorio empleando luz infrarroja, que es la que posee mayor capacidad para atravesar los tejidos que la luz visible. Y lo que hizo que esa luz activase las neuronas, fue la inyección de unas nanopartículas que transformaban la luz infrarroja en luz visible.
Mediante ese método, los investigadores hicieron que los ratones recuperasen memorias, o cambiaron el comportamiento de esos para quedarse paralizados ante determinadas circunstancias haciendo desaparecer ese condicionamiento. Y ahora todo ello con un método no invasivo.
Esta tecnología podría darnos la oportunidad de cambiar nuestro estado de ánimo, eliminar traumas o fobias, curar enfermedades o incluso implantar memorias, y es un hecho que puede estar hoy más cerca, aunque aún quedan muchas dificultades técnicas que superar. “
Wolfgang Parak, líder del área de Bioingeniería de Nanopartículas en San Sebastián y catedrático en la Universidad Hamburgo dice que una de las limitaciones es que un cerebro humano es mayor que el de un ratón y por supuesto, para llegar al interior se necesita una luz más intensa que calentaría demasiado el cerebro.
Parak es experto en el tema y por ello explica que será necesario encontrar partículas que conviertan la luz infrarroja en luz visible con más eficiencia. Ademá refiere, que otro problema es que estas partículas podrían ser tóxicas, aunque considera que es poco probable pues las cantidades empleadas son muy pequeñas y los materiales son bastante inocuos.
No obstante, una barrera importante para la aplicación de esta técnica es que, cuando aprendemos algo, el cerebro cambia, y puede transformar la posición de las partículas respecto a los canales de iones que activan y desactivan las neuronas. Por ello, si habría que inyectar las partículas cada vez que se producen esos cambios, puede que se volviera a necesitar un tratamiento invasivo y que no suponga una ventaja respecto a la implantación de electrodos, indica Parak.
