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Neurons

Salud

Acupuntura: Alivia Dolor Crónico y Ansiedad/Depresión

by Editora de Salud febrero 8, 2026
written by Editora de Salud

El dolor neuropático, causado por una lesión o enfermedad del sistema nervioso somatosensorial, representa un importante desafío clínico y a menudo evoluciona a una condición crónica. Es importante destacar que hasta el 80% de los pacientes con dolor a largo plazo también experimentan ansiedad o depresión. Esto crea un círculo vicioso que no solo empeora el pronóstico y la calidad de vida, sino que también plantea desafíos significativos para el tratamiento tanto del dolor como de los trastornos emocionales asociados. Los tratamientos actuales se centran principalmente en la intensidad del dolor, mientras que los síntomas emocionales a menudo quedan insuficientemente abordados.

La acupuntura, una antigua práctica china, ahora es ampliamente reconocida e integrada en la gestión global del dolor. Ofrece una opción sin medicamentos para afecciones como el dolor de espalda crónico, las migrañas y la artritis. Ensayos clínicos de alta calidad han confirmado además su eficacia en el tratamiento tanto del dolor agudo como del crónico. Más allá del alivio del dolor, la acupuntura también demuestra ciertas ventajas en el manejo de las emociones negativas inducidas por el dolor. Si bien la investigación sobre los posibles mecanismos de la analgesia de la acupuntura ha logrado avances notables, los mecanismos neuronales subyacentes a la relación entre la acupuntura y los trastornos emocionales relacionados con el dolor aún se comprenden poco.

Estudios previos han indicado que la corteza prefrontal juega un papel fundamental en la integración de la percepción del dolor y la regulación emocional, sin embargo, aún no está claro si la acupuntura ejerce sus efectos modulando la corteza prefrontal. Dada estos desafíos, existe una necesidad urgente de investigar si y cómo la intervención con acupuntura influye en la corteza prefrontal y modula circuitos neuronales específicos, aliviando así los trastornos emocionales inducidos por el dolor.

Investigadores de la Universidad de Medicina China de Shaanxi informaron (DOI: 10.13702/j.1000-0607.20230755) en enero de 2025 en Acupuncture Research que la electroacupuntura aliviaba significativamente los comportamientos similares a la ansiedad y la depresión inducidos por el dolor en un modelo de ratón de dolor neuropático, modulando neuronas excitatorias específicas en el cerebro. Al combinar pruebas de comportamiento con manipulación quimogenética, el equipo demostró que los efectos terapéuticos de la electroacupuntura dependen de la activación de neuronas glutamatérgicas en la corteza orbitofrontal ventrolateral, una subregión de la corteza prefrontal estrechamente relacionada con el procesamiento emocional. El estudio proporciona evidencia neural directa que conecta la intervención basada en la acupuntura con la modulación de los circuitos cerebrales.

Para explorar la base neural de los trastornos emocionales relacionados con el dolor, los investigadores establecieron un modelo de dolor neuropático en ratones utilizando la ligadura del nervio peroneo común. Una batería de pruebas de comportamiento, que incluyen campo abierto, laberinto elevado en cruz, pruebas de nado forzado y suspensión de la cola, reveló que la lesión nerviosa inducía comportamientos persistentes similares a la ansiedad y la depresión junto con una sensibilidad al dolor aumentada. Luego, se aplicó electroacupuntura diariamente durante siete días en puntos de acupuntura específicos de las extremidades posteriores («Yanglingquan» (GV34) y «Xuanzhong» (GB34)) comúnmente utilizados en el tratamiento del dolor.

Los resultados mostraron que la electroacupuntura mejoró notablemente los comportamientos emocionales sin afectar la locomoción general, lo que indica un efecto ansiolítico y antidepresivo genuino en lugar de un artefacto motor. Para descubrir el mecanismo subyacente, el equipo activó o inhibió selectivamente las neuronas glutamatérgicas en la corteza orbitofrontal ventrolateral utilizando herramientas quimogenéticas. La activación artificial de estas neuronas imitó los beneficios emocionales de la electroacupuntura, mientras que su inhibición bloqueó por completo el efecto terapéutico de la electroacupuntura.

El análisis de inmunofluorescencia confirmó además una mayor activación neuronal después de la electroacupuntura, demostrando que las neuronas prefrontales excitatorias son un sustrato neural crítico que vincula el alivio del dolor y la regulación emocional.

«El dolor crónico no es simplemente una experiencia sensorial, sino que altera fundamentalmente los circuitos cerebrales emocionales», dijo uno de los autores principales del estudio. «Nuestros hallazgos muestran que la electroacupuntura puede interactuar directamente con las neuronas glutamatérgicas prefrontales que están suprimidas por el dolor neuropático a largo plazo. Al restaurar la actividad de este circuito, los síntomas emocionales como la ansiedad y la depresión pueden aliviarse. Esto proporciona una explicación biológica de la observación clínica de que la acupuntura mejora tanto el dolor como el estado de ánimo, y destaca su potencial como una estrategia complementaria para tratar trastornos complejos relacionados con el dolor».

Estos resultados tienen importantes implicaciones para el tratamiento de afecciones de dolor crónico complicadas por trastornos emocionales. Al identificar un circuito neural prefrontal específico involucrado en la ansiedad y la depresión inducidas por el dolor, el estudio abre nuevas vías para las terapias de neuromodulación de precisión. La electroacupuntura, como una intervención de bajo riesgo y no farmacológica, puede ayudar a reducir la dependencia de los antidepresivos u opioides, particularmente en pacientes con trastornos del dolor y del estado de ánimo coexistentes. En términos más amplios, los hallazgos respaldan un marco de neurociencia integrativa en el que las técnicas terapéuticas tradicionales se evalúan y optimizan a través del análisis moderno de los circuitos cerebrales, lo que podría acelerar su traducción a la práctica clínica basada en la evidencia.

Fuente:

Academia China de Ciencias

febrero 8, 2026 0 comments
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Tecnología

Cerebro y alimentación: Descubren clave en moscas para entender el apetito

by Editor de Tecnologia enero 31, 2026
written by Editor de Tecnologia

¿Por qué a veces seguimos comiendo incluso cuando estamos saciados y otras veces rechazamos la comida por completo? ¿Por qué anhelamos alimentos salados en ciertos momentos y dulces en otros? Las respuestas, según una nueva investigación neurocientífica de la Universidad de Delaware, podrían residir en un diminuto cerebro de un organismo que quizás no esperemos.

Lisha Shao, profesora asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Artes y Ciencias, ha descubierto una red neuronal en el cerebro de las moscas de la fruta que representa un paso muy temprano en la forma en que el cerebro decide, minuto a minuto, si un alimento específico vale la pena ser consumido. El trabajo fue publicado en la revista Current Biology el 29 de enero.

«Nuestro objetivo es comprender cómo el cerebro asigna valor: por qué a veces comer algo es gratificante y otras veces no lo es», explicó Shao.

Hasta este descubrimiento, los científicos sabían muy poco sobre la conexión entre el gusto y los sistemas del cerebro que determinan qué alimentos buscamos, aprendemos y recordamos.

Aunque tienen el tamaño de un punto, los cerebros de las moscas de la fruta utilizan muchos de los mismos mensajeros químicos y bloques de construcción básicos que se encuentran en los mamíferos y los humanos, lo que convierte a este estudio en una ventana útil a las reglas generales que utiliza el cerebro humano para comenzar a procesar las recompensas.

Dado que nuestro comportamiento está determinado por nuestro cerebro, comprender qué circuitos neurológicos están involucrados al principio del sistema de recompensa permite a los científicos mapear todo el sistema y obtener pistas sobre dónde pueden originarse comportamientos poco saludables, como los trastornos alimentarios.

«La recompensa impulsa casi todo lo que hacemos», afirmó Shao. «Si el cerebro asigna el valor incorrecto a algo, demasiado o demasiado poco, el comportamiento sale mal. Eso es el núcleo de muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos».

Pequeños cerebros, grandes perspectivas

Los científicos han sabido durante mucho tiempo cómo el cuerpo decide si un alimento es dulce, salado, amargo o umami. Las neuronas de las papilas gustativas detectan los sabores y el cerebro les da esos significados predeterminados.

Pero el gusto es solo una parte de la historia. Lo que ha sido más difícil de explicar es cómo el cerebro interpreta el significado de un sabor, cómo el mismo alimento puede sentirse gratificante en un momento y no en otro, dependiendo del contexto. Por ejemplo, desde una perspectiva evolutiva, la dulzura generalmente significa que un alimento es nutricionalmente importante para la supervivencia. Pero no siempre comemos cosas dulces, incluso cuando están justo frente a nosotros.

«Si acabas de desayunar y estás lleno, rechazarás una rosquilla», dijo Shao. «Pero eso no significa que las rosquillas no sean gratificantes. Significa que el cerebro está integrando el contexto, el estado interno y la experiencia pasada».

Al igual que los humanos, las moscas de la fruta son sofisticadas en su enfoque de la comida. No comen cuando están llenas. En experimentos, el equipo de Shao descubrió que activar un par de neuronas, llamadas Fox porque se asemejan a orejas de zorro, en el cerebro de las moscas las hacía comer cantidades drásticamente mayores de comida, incluso después de haber sido alimentadas recientemente.

Los experimentos también mostraron que ciertas moscas elegían lo que comían en función de lo que sus cuerpos necesitaban más. Las moscas hembras que se reproducían y necesitaban proteínas para producir huevos preferían los alimentos ricos en proteínas al azúcar. Las moscas macho y las hembras no reproductivas comían más de ambos alimentos, manteniendo su equilibrio natural.

«Las neuronas Fox son el lugar más temprano conocido en las moscas donde comienza el cálculo del valor del gusto», explicó. «Los científicos aún están debatiendo dónde ocurre ese primer paso en los mamíferos».

De las moscas a tratamientos más seguros para los humanos

En los humanos, comprender las conexiones neuronales que el cerebro utiliza para asignar valores a una experiencia puede ayudar a los científicos a comprender qué sucede cuando el sistema de procesamiento de recompensas no funciona correctamente. El resultado pueden ser trastornos como la adicción, la anorexia o el atracón.

«El comportamiento comienza con el valor», afirmó. «Si entendemos cómo se construye el valor, podemos comprender mejor por qué hacemos lo que hacemos y por qué a veces sale mal».

En el mundo actual, de ritmo rápido y basado en la tecnología, nuestros cerebros están constantemente bombardeados con nuevas experiencias, lo que dificulta asignar el valor correcto a cada una de ellas.

«Nuestros cerebros evolucionaron para procesar recompensas naturales como la comida y la reproducción», dijo Shao. «Pero ahora estamos rodeados de recompensas artificiales, como videos cortos interminables y alimentos procesados, que el cerebro nunca fue diseñado para manejar».

Muchos de los tratamientos actuales para los trastornos psiquiátricos y neurológicos se centran en los mensajeros químicos del cerebro, a menudo incluyendo la dopamina y la serotonina. Ambos ayudan a nuestros cerebros a regular nuestro estado de ánimo y algunas funciones corporales. Los desequilibrios en cualquiera de los dos pueden causar problemas de salud mental. Los medicamentos tienen como objetivo restaurar el equilibrio de los productos químicos, pero actúan sobre el cerebro como una «sopa química», según Shao.

«Si se cree que la dopamina es demasiado alta, intentamos bajarla en todas partes. Si se cree que la serotonina es demasiado baja, la aumentamos en todas partes».

Este enfoque, dijo, ayuda a explicar por qué los medicamentos pueden tener efectos secundarios significativos y resultados inconsistentes.

La investigación de Shao abre puertas a la comprensión del alcance completo del sistema de procesamiento de recompensas y a la invención de tratamientos más específicos y seguros.

«Si entendemos cómo se toman las decisiones a nivel de circuito», dijo, «estamos un paso más cerca de comprender por qué a veces salen mal y cómo solucionarlas. No se puede solucionar lo que no se entiende».

Source:

Journal reference:

DOI: 10.1016/j.cub.2025.12.058

enero 31, 2026 0 comments
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Tecnología

ALS: Descubren clave en la producción de proteínas neuronales y posible tratamiento con espermidina

by Editor de Tecnologia enero 12, 2026
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Investigadores de VIB y KU Leuven han identificado un proceso molecular que permite a las neuronas motoras mantener la producción de proteínas, un proceso que falla en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). El estudio, publicado en Nature Neuroscience, revela una debilidad temprana en la neurodegeneración y destaca un posible objetivo para futuras terapias.

La construcción de proteínas

Las neuronas motoras dependen de la producción local de proteínas dentro de sus axones para mantener sus conexiones a larga distancia con los músculos. Utilizando transcriptómica espacial avanzada, científicos del Centro de Investigación Cerebral y Enfermedades VIB-KU Leuven analizaron la expresión génica por separado en los cuerpos celulares de las neuronas y en los axones de ratones adultos. Descubrieron que los axones contienen niveles inesperadamente altos de la maquinaria molecular necesaria para fabricar proteínas.

En modelos de ELA que portan mutaciones causantes de la enfermedad en la proteína de unión al ARN FUS, este sistema de producción local de proteínas se vio gravemente interrumpido. Los investigadores rastrearon el problema hasta Eif5a, una proteína necesaria para la traducción que debe someterse a una modificación química llamada hipusinación para funcionar correctamente. En las neuronas mutantes, la forma activa de Eif5a se perdió específicamente de los axones, lo que provocó una reducción en la síntesis local de proteínas.

Un posible papel terapéutico para la espermidina

«Demostramos que la traducción local depende de los niveles de proteína de Dohh, una enzima esencial para la hipusinación de Eif5a,» afirma la Dra. Diana Piol (VIB-KU Leuven, ahora en la Universidad de Padua), primera autora del estudio. «Cuando suministramos espermidina a los axones, una molécula natural necesaria para esta modificación, pudieron restaurar la actividad de Eif5a. A su vez, esto mejoró la producción local de proteínas, fortaleció la estructura axonal y mejoró la actividad neuronal.»

«Estos defectos en la producción de proteínas comienzan localmente en los axones, mucho antes de que las propias neuronas se degeneren,» señala la autora principal, la Prof. Sandrine Da Cruz (VIB-KU Leuven). «Al restaurar la síntesis de proteínas en los axones, pudimos reducir el daño relacionado con la enfermedad en varios modelos de ELA. Este descubrimiento fue posible gracias al uso pionero de la transcriptómica espacial para mapear la expresión génica dentro de los compartimentos subcelulares neuronales, destacando el papel crítico de la homeostasis distal del axón como un prometedor objetivo terapéutico.»

El tratamiento con espermidina también redujo la toxicidad en modelos de moscas de la fruta de ELA vinculados tanto a FUS como a TDP-43, lo que sugiere que esta vía puede ser relevante en múltiples formas de la enfermedad.

Aunque estos hallazgos aún no conducen directamente a un tratamiento, identifican la hipusinación de Eif5a como un prometedor objetivo terapéutico y demuestran cómo el análisis espacial puede revelar mecanismos tempranos y específicos del compartimento en enfermedades neurodegenerativas.

Financiación

Este trabajo fue apoyado por la FWO, la Asociación de Distrofia Muscular, la Fundación de Investigación del Alzheimer, VIB-Tech Watch, KU Leuven Opening the Future, y ALS Canada y Brain Canada.

 

Fuente:

Referencia del artículo:

Piol, D., et al. (2025). Axonal Eif5a hypusination controls local translation and mitigates defects in FUS-ALS. Nature Neuroscience. doi: 10.1038/s41593-025-02101-2. https://www.nature.com/articles/s41593-025-02101-2

enero 12, 2026 0 comments
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Salud

Sueño Ancestral: Protege el ADN Neuronal desde las Medusas

by Editora de Salud enero 7, 2026
written by Editora de Salud

Un innovador estudio de la Universidad de Bar-Ilan revela que una de las funciones centrales del sueño se originó hace cientos de millones de años en medusas y anémonas de mar, entre las criaturas más antiguas con sistemas nerviosos. Al rastrear este mecanismo hasta estos animales ancestrales, la investigación demuestra que proteger a las neuronas del daño al ADN y el estrés celular es una función básica y antigua del sueño que comenzó mucho antes de la evolución de cerebros complejos.

Aunque el sueño es universal entre los animales con sistemas nerviosos, presenta claros riesgos para la supervivencia: durante el sueño, la conciencia del entorno disminuye, exponiendo a los animales a depredadores e interrumpiendo comportamientos vitales como la alimentación y la reproducción. La persistencia del sueño a lo largo de la evolución ha sido, por lo tanto, uno de los enigmas perdurables de la biología. Según este estudio, la función indispensable del sueño surgió temprano en la evolución animal y es tan crucial que superó sus peligros inherentes.

El estudio fue dirigido conjuntamente por los laboratorios del Prof. Lior Appelbaum y el Prof. Oren Levy en la Universidad de Bar-Ilan. Investigaciones previas del laboratorio Appelbaum demostraron en peces cebra que las neuronas acumulan daño al ADN durante la vigilia y requieren sueño para recuperarse, destacando la necesidad de reducir el daño al ADN como un impulsor fundamental del sueño. El daño al ADN puede surgir de múltiples fuentes, incluyendo la actividad neuronal, el estrés oxidativo, el metabolismo y la radiación. Si bien el daño al ADN puede ser perjudicial para todas las células, las neuronas requieren sueño para evitar lesiones genómicas, posiblemente porque son células excitables no divisoras únicas.

En el estudio actual, publicado hoy en Nature Communications, la Dra. Raphael Aguillon, la Dra. Amir Harduf y sus colegas de los laboratorios Appelbaum y Levy definieron y caracterizaron los patrones de sueño en dos linajes animales ancestrales: medusas simbióticas diurnas que duermen por la noche y toman siestas cortas a mediodía, y anémonas de mar crepusculares no simbióticas que duermen desde el amanecer hasta la primera mitad del día. Utilizando el seguimiento de video infrarrojo y el análisis del comportamiento, observaron que ambas criaturas duermen aproximadamente ocho horas diarias, una duración similar al sueño humano. A pesar de sus diferentes estilos de vida y mecanismos que controlan el sueño, comparten un patrón común: el daño al ADN se acumula en las neuronas durante la vigilia y se reduce durante el sueño. Cuando se mantuvo a los animales despiertos y aumentó el daño al ADN, durmieron más tiempo después. Este comportamiento, conocido como rebote del sueño, permitió la recuperación y la reducción de los niveles de daño al ADN.

El estudio también demostró que aumentar el daño al ADN, ya sea a través de la radiación UV o la exposición a un químico que daña el ADN, desencadenó un sueño de recuperación en ambas especies. Por el contrario, promover el sueño con la hormona melatonina redujo el daño al ADN. Estos hallazgos revelan una relación bidireccional en la que el daño al ADN aumenta la necesidad de dormir y el sueño, a su vez, facilita la reducción del daño, lo que sugiere que proteger a las neuronas del estrés celular diario y el daño al ADN puede haber sido el impulsor evolutivo del sueño.

Los dos animales basales también revelan cómo se regula el sueño de manera diferente. Si bien la presión homeostática del sueño (una necesidad incorporada de dormir) regula el sueño en ambas especies, el sueño está controlado principalmente por el ciclo de luz y oscuridad en la medusa. En contraste, la anémona de mar depende en gran medida de su reloj circadiano interno. Sin embargo, a pesar de estas diferencias, ambos animales dependen del sueño para reducir el daño al ADN y el estrés celular, ya sea que su ciclo sueño-vigilia esté impulsado por la luz solar o por la sincronización interna.

«Nuestros hallazgos sugieren que la capacidad del sueño para reducir el daño al ADN neuronal es un rasgo ancestral ya presente en uno de los animales más simples con sistemas nerviosos», dijo el Prof. Lior Appelbaum, investigador principal del Laboratorio de Neurociencia Molecular de la Facultad de Ciencias de la Vida y el Centro Multidisciplinario de Investigación Cerebral de la Universidad de Bar-Ilan. «El sueño puede haber evolucionado originalmente para proporcionar un período consolidado para el mantenimiento neuronal, una función tan fundamental que puede haber sido preservada en todo el reino animal».

El estudio también tiene importantes implicaciones para la salud humana. Los trastornos del sueño en humanos están asociados con el deterioro cognitivo y un mayor riesgo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, que pueden involucrar la acumulación crónica de daño al ADN neuronal. La evidencia evolutiva proporcionada por esta investigación fortalece el vínculo entre la calidad del sueño y la resiliencia cerebral a largo plazo.

«El sueño es importante no solo para el aprendizaje y la memoria, sino también para mantener nuestras neuronas saludables. El impulso evolutivo para mantener las neuronas que vemos en las medusas y las anémonas de mar es quizás una de las razones por las que el sueño es esencial para los humanos hoy en día», concluyó el Prof. Appelbaum.

Fuente:

Referencia del diario:

https://www.nature.com/articles/s41467-025-67400-5

enero 7, 2026 0 comments
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Salud

Descodificando el cerebro: Entrevista a la Dra. Maria Behrens

by Editora de Salud enero 7, 2026
written by Editora de Salud

En una reveladora entrevista publicada hoy en Genomic Psychiatry, la Dra. Maria Margarita Behrens relata un extraordinario viaje científico que la llevó a través de cuatro países y múltiples disciplinas antes de abordar preguntas fundamentales sobre cómo se desarrolla el cerebro y qué falla en los trastornos psiquiátricos. Su trabajo se encuentra ahora a la vanguardia de los esfuerzos internacionales para decodificar las firmas moleculares que definen cada tipo de célula en el cerebro humano.

La Dra. Behrens es miembro del cuerpo docente del Laboratorio de Neurobiología Computacional del Salk Institute for Biological Studies y ocupa un puesto de profesora adjunta de psiquiatría en la Universidad de California, San Diego. Como investigadora principal en la Red de Atlas de Células del Cerebro de la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, contribuye a la generación de atlas epigenómicos de células individuales exhaustivos que los investigadores de todo el mundo utilizarán durante décadas.

Una chispa encendida en una sala de psiquiatría

El camino hacia la neurociencia no fue directo. Nacida en Montevideo, Uruguay, y criada en Santiago, Chile, la Dra. Behrens inicialmente albergó ambiciones de convertirse en arquitecta. La tercera de seis hijas, incluso se matriculó en una escuela preparatoria de arquitectura en Uruguay tras la trágica muerte de su padre en un accidente automovilístico. Sin embargo, ambos padres eran científicos, y ese legado intelectual, combinado con una curiosidad insaciable, finalmente la atrajo hacia la bioquímica.

¿Qué transformó a una bioquímica en una investigadora del cerebro? La respuesta llegó a través de un encuentro inesperado. Al escuchar a los pacientes en una sala de psiquiatría, la Dra. Behrens se sintió consumida por preguntas sobre los sustratos biológicos de la percepción y la realidad. ¿Por qué estas personas no podían experimentar el mundo como los demás? Esa pregunta se convirtió en una brújula que apuntaba hacia décadas de investigación sobre los mecanismos neuronales subyacentes a la enfermedad mental.

Una educación científica transcontinental

Su formación abarcó continentes de una manera que parece casi deliberadamente sinuosa. Una tesis de maestría sobre el desarrollo de hongos acuáticos en la Universidad de São Paulo en Brasil. Una disertación doctoral sobre redes genéticas que regulan el metabolismo del azúcar en levaduras en la Universidad Autónoma de Madrid. Trabajo postdoctoral sobre el desarrollo de camarones salinos, también en España. Ninguno de estos temas parecía estar remotamente conectado al cerebro.

Sin embargo, la Dra. Behrens absorbió técnicas y marcos analíticos durante esos años que resultarían esenciales cuando finalmente se dedicó a la neurociencia. Esta entrevista ejemplifica el tipo de discurso científico transformador que se encuentra en toda la cartera de revistas de acceso abierto de Genomic Press (https://genomicpress.kglmeridian.com/), donde las trayectorias profesionales no convencionales a menudo iluminan conexiones inesperadas entre campos.

Su transición se produjo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, donde trabajó con el Dr. Dennis Choi en el Departamento de Neurología. Seis años de estudio intensivo permitieron que su formación en bioquímica y biología molecular se fusionara con la neurofarmacología. Aprendió qué preguntas podían responderse utilizando neuronas cultivadas en laboratorio y cuáles requerían estudiar el cerebro como un órgano intacto.

La revelación de la ketamina

Una observación fundamental surgió durante su tiempo estudiando el envejecimiento cerebral en la Universidad de California, San Diego. Los efectos de la ketamina en el cerebro envejecido condujeron a investigaciones que arrojaron resultados sorprendentes. Los fenómenos observados en neuronas cultivadas se tradujeron en mecanismos inesperados en animales vivos. Los hallazgos fueron publicados en Science y abrieron las puertas del Salk Institute, primero dentro del laboratorio del Dr. Terrence Sejnowski y posteriormente como científica independiente.

¿Podrían los efectos de la ketamina sobre las neuronas inhibitorias explicar algunas de sus notables propiedades como antidepresivo de acción rápida? ¿Y qué podría revelar esto sobre la organización fundamental de los circuitos neuronales? Estas preguntas conectaron sus observaciones farmacológicas con misterios más profundos sobre el desarrollo cerebral.

Mapeando cada célula del cerebro

Una publicación encontrada mientras esperaba decisiones sobre subvenciones redirigió a la Dra. Behrens de la farmacología de la ketamina hacia la epigenómica del desarrollo, iniciando una colaboración fructífera y duradera con los Dres. Joseph Ecker y Bing Ren. Hoy en día, su laboratorio investiga cómo se forman los circuitos neuronales en la corteza prefrontal durante el período perinatal y si el entorno materno puede influir en el desarrollo cerebral a través de modificaciones epigenéticas.

El trabajo tiene profundas implicaciones para la comprensión de los trastornos neurodesarrolladores y neuropsiquiátricos. ¿Cuándo se desvía el programa de desarrollo de su trayectoria prevista? ¿Qué eventos moleculares durante las ventanas críticas preparan el escenario para afecciones que pueden no manifestarse hasta la adolescencia o la edad adulta?

A través de la Red de Atlas de Células del Cerebro de la Iniciativa BRAIN, la Dra. Behrens y sus colaboradores han producido atlas del cerebro del ratón que enumeran no solo los genes expresados en cada tipo de célula, sino también las regiones reguladoras que gobiernan esa expresión. Un atlas similar del cerebro humano está actualmente en desarrollo. Estos recursos permitirán a los investigadores de todo el mundo dirigirse a tipos de células específicos con una precisión sin precedentes, abriendo posibilidades terapéuticas que antes eran inimaginables.

El imperativo de la colaboración

La Dra. Behrens articula una filosofía de la ciencia que prioriza el trabajo en equipo sobre la jerarquía. Describe su mayor talento como la capacidad de construir equipos colaborativos donde todos contribuyen sin importar su estatus. Esta orientación refleja la convicción de que el conocimiento avanza a través del esfuerzo colectivo en lugar de la brillantez individual.

¿Qué aspectos culturales de la comunidad científica merecen una transformación? La Dra. Behrens señala las estructuras de financiación y los sistemas de revisión por pares que no recompensan la colaboración genuina. Las presiones competitivas endémicas de la ciencia académica, sugiere, impiden el intercambio abierto de ideas que produce descubrimientos innovadores.

Su tutoría abarca a un grupo notablemente diverso: genómicos, conductistas, científicos informáticos y neurocientíficos que trabajan juntos en problemas que ninguna disciplina por sí sola podría abordar. El modelo se hace eco del espíritu interdisciplinario que Genomic Press promueve a través de su compromiso de avanzar en la investigación médica de acceso abierto a través de las fronteras tradicionales.

Más allá del laboratorio

Fuera de la vida profesional, la Dra. Behrens valora los viajes a los parques nacionales, la música y las conversaciones enriquecedoras. Enumera escuchar música y pintar como su ocupación favorita. Sus posesiones más preciadas no son objetos materiales, sino las relaciones con familiares, amigos y colegas.

Cuando se le preguntó qué persona viva admira más, nombró a Svante Pääbo, el laureado con el Premio Nobel reconocido por su trabajo sobre el ADN antiguo y la genómica de los neandertales. ¿Y si pudiera cenar con cualquier figura histórica? Charles Darwin, por su pensamiento analítico y la forma en que articuló su razonamiento al descubrir los principios evolutivos.

Su filosofía de vida se cristaliza en un lema pragmático y liberador: si no puedes hacer nada al respecto, considéralo bien. Para una científica que sorteó crisis de financiación, reubicaciones geográficas y transformaciones disciplinarias, tal ecuanimidad parece bien merecida.

La entrevista de la Dra. Maria Margarita Behrens en Genomic Press es parte de una serie más amplia llamada Innovators & Ideas que destaca a las personas detrás de los avances científicos más influyentes de la actualidad. Cada entrevista de la serie ofrece una combinación de investigación de vanguardia y reflexiones personales, brindando a los lectores una visión integral de los científicos que dan forma al futuro. Al combinar un enfoque en los logros profesionales con las perspectivas personales, este estilo de entrevista invita a una narrativa más rica que involucra y educa a los lectores. Este formato proporciona un punto de partida ideal para perfiles que exploran el impacto del científico en el campo, al tiempo que tocan temas humanos más amplios.

Fuente:

Referencia del diario:

Maria Margarita Behrens: The epigenomics of brain development and maturation. Genomic Psychiatry. DOI: https://doi.org/10.61373/gp026k.0015. https://genomicpress.kglmeridian.com/view/journals/genpsych/aop/article-10.61373-gp026k.0015/article-10.61373-gp026k.0015.xml

enero 7, 2026 0 comments
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Tecnología

IA mejora la precisión de las resonancias cerebrales (fMRI)

by Editor de Tecnologia enero 6, 2026
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Investigadores de la Universidad de Boston han desarrollado un método asistido por inteligencia artificial para obtener datos más nítidos de resonancia magnética funcional (fMRI) del cerebro y sus trastornos. El avance, publicado recientemente en Nature Methods, permite eliminar el «ruido» o las distorsiones de la imagen causadas por movimientos, latidos del corazón y otros factores.

La neuroimagen funcional, también conocida como fMRI, es uno de los métodos no invasivos más utilizados en neurociencia, con decenas de miles de estudios publicados solo en 2024. Un obstáculo importante en la investigación con fMRI es que los datos de la resonancia magnética sobre las respuestas cerebrales se mezclan con ruido proveniente de movimientos y otras fuentes.

Según Stefano Anzellotti, profesor asociado de Psicología en la Universidad de Boston y autor principal del estudio, eliminar este ruido de manera más efectiva podría allanar el camino para nuevos descubrimientos sobre el cerebro y sus trastornos. El nuevo método, desarrollado por Anzellotti y otros dos investigadores, utiliza inteligencia artificial generativa para triplicar el rendimiento de los enfoques anteriores.

Anzellotti afirmó que estos hallazgos podrían abrir nuevas puertas a la investigación cerebral. «Queríamos mejorar la eliminación del ruido en los datos de fMRI», explicó. «Otros trabajos ya habían intentado hacerlo, pero la novedad de nuestro enfoque radica en que, gracias al uso de la IA generativa, hemos logrado una mejora de más del 200% con respecto a los métodos anteriores.»

El método, denominado DeepCor, supera a otros enfoques de eliminación de ruido de última generación en una variedad de conjuntos de datos simulados. En datos reales de fMRI, DeepCor supera a otro método ampliamente utilizado, conocido como CompCor, en un 215% en la eliminación de ruido en las respuestas faciales y en un 339% en la clarificación de datos sintéticos realistas, generados para imitar las propiedades de un conjunto de datos de fMRI real, según Anzellotti.

La IA aprende a identificar patrones únicos de las regiones del cerebro que contienen neuronas, así como los patrones únicos dentro de las regiones que no las contienen, como los ventrículos, detalló Anzellotti.

«El ruido suele afectar a ambos tipos de regiones, por lo que eliminar los patrones que tienen en común permite que los patrones únicos de las regiones que contienen neuronas destaquen», añadió.

El equipo, integrado por el investigador postdoctoral Aidas Aglinskas y Yu Zhu, entonces estudiante de pregrado, estudió el cerebro humano utilizando imágenes de resonancia magnética funcional.

Anzellotti admitió que la magnitud de la mejora fue inesperada. «Nos sorprendió lo grande que fue la mejora», dijo. «Esperábamos que el método funcionara mejor, pero anticipábamos una mejora en el rango del 10% al 50%. Una mejora del 200% superó nuestras expectativas más optimistas.»

La investigación de Anzellotti continuará explorando mejoras en las lecturas de fMRI. «Estamos considerando dos pasos clave: hacer que el método sea lo más accesible posible para otros investigadores y utilizarlo para eliminar el ruido de grandes conjuntos de datos públicos, para que el campo pueda comenzar a beneficiarse de datos más limpios lo antes posible», concluyó.

Source:

Journal reference:

DOI: 10.1038/s41592-025-02967-x

enero 6, 2026 0 comments
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Tecnología

Sensor Proteico Revela el Lenguaje Oculto del Cerebro

by Editor de Tecnologia diciembre 24, 2025
written by Editor de Tecnologia

Científicos han logrado diseñar una proteína capaz de registrar las señales químicas entrantes de las células cerebrales –a diferencia de las señales salientes únicamente–. Estos mensajes sutiles, casi imperceptibles, corresponden a la liberación del neurotransmisor glutamato, un componente crucial en la comunicación neuronal, pero que hasta ahora había sido extremadamente difícil de capturar.

Por qué es importante

  • Comprender el código del cerebro: Ahora, los científicos pueden estudiar cómo los neutrones computan –cómo toman miles de señales de entrada y, basándose en ellas, producen una señal de salida que podría ser la base de la toma de decisiones, el pensamiento o la memoria–, descifrando misterios ancestrales sobre el cerebro.
  • Nuevas vías para la investigación de enfermedades: La alteración de la señalización del glutamato está relacionada con el Alzheimer, la esquizofrenia, el autismo, la epilepsia y otras enfermedades. Estos sensores podrían ayudar a descubrir las causas fundamentales de estas afecciones.
  • Desarrollo de fármacos más inteligente: Las compañías farmacéuticas pueden probar cómo los nuevos tratamientos afectan la actividad sináptica real, acelerando la búsqueda de terapias más eficaces.

La proteína especial, creada por investigadores del Allen Institute y el Janelia Research Campus de HHMI, es un “indicador molecular de glutamato” llamado iGluSnFR4 (pronunciado ‘glue sniffer’). Es lo suficientemente sensible para detectar las señales entrantes más débiles entre las neuronas del cerebro, ofreciendo una nueva forma de descifrar e interpretar su compleja cascada de actividad eléctrica que subyace al aprendizaje, la memoria y la emoción. iGluSnFR4 podría ayudar a decodificar el lenguaje oculto del cerebro y profundizar nuestra comprensión de cómo funciona su intrincada estructura. Este descubrimiento permite a los investigadores observar la comunicación neuronal en tiempo real. Los hallazgos, publicados recientemente en Nature Methods, podrían transformar la investigación en neurociencia en lo que respecta a la medición y el análisis de la actividad neuronal.

El lenguaje oculto del cerebro revelado

Para comprender la importancia de este descubrimiento, es útil entender cómo funciona el cerebro: miles de millones de neuronas “hablan” entre sí enviando pulsos eléctricos a lo largo de sus axones ramificados. Cuando las señales eléctricas alcanzan el final de los axones, no pueden saltar el espacio hasta la siguiente célula cerebral, conocida como sinapsis. En cambio, desencadenan la liberación de mensajeros químicos llamados neurotransmisores (siendo el glutamato el más común y crítico para la memoria, el aprendizaje y la emoción) en la sinapsis, lo que provoca que la siguiente célula cerebral se active en secuencia.

Es como una fila de dominós cayendo, pero infinitamente más compleja: cada neurona recibe entradas de miles de otras neuronas, y patrones y combinaciones específicas de esas neuronas de entrada activándose son las que hacen que la siguiente neurona (receptora) se active. Con este nuevo descubrimiento, los científicos ahora pueden identificar los patrones y combinaciones críticos de actividad neuronal de entrada que provocan que las siguientes neuronas se activen. Hasta ahora, detectar estas señales entrantes en tejido cerebral vivo era casi imposible. Las tecnologías más antiguas eran demasiado lentas o no lo suficientemente sensibles para captar la acción a nivel de sinapsis individual. Ahora, los investigadores pueden escuchar toda la conversación en lugar de fragmentos de ella.

Es como leer un libro con todas las palabras desordenadas y no entender el orden de las palabras o cómo están dispuestas. Siento que lo que estamos haciendo aquí es agregar las conexiones entre esas neuronas y, al hacerlo, ahora entendemos el orden de las palabras en las páginas y lo que significan.

Kaspar Podgorski, Ph.D., autor principal del estudio y científico senior del Allen Institute

Antes de la existencia de estos sensores proteicos, los investigadores solo podían registrar las señales salientes de las células cerebrales, dejando la mitad de la ecuación de comunicación (las entradas de las células) como un misterio. Las señales entrantes siempre habían sido demasiado débiles y rápidas para capturarlas, hasta ahora.

«Los neurocientíficos tienen buenas formas de medir las conexiones estructurales entre las neuronas y, en experimentos separados, podemos medir lo que algunas de las neuronas del cerebro están diciendo, pero no hemos sido buenos combinando estos dos tipos de información. Es difícil medir lo que las neuronas le dicen a otras neuronas», dijo Podgorski. «Lo que hemos inventado aquí es una forma de medir la información que llega a las neuronas de diferentes fuentes, y eso ha sido una parte crítica que faltaba en la investigación en neurociencia».

«El éxito de iGluSnFR4 se debe a nuestra estrecha colaboración iniciada en el Janelia Research Campus de HHMI entre el equipo del Proyecto GENIE y el laboratorio de Kaspar. Esa investigación se ha extendido al fenomenal trabajo de caracterización in vivo realizado por el grupo de Dinámica Neural del Allen Institute», dijo Jeremy Hasseman, Ph.D., científico del Janelia Research Campus de HHMI. «Este fue un gran ejemplo de colaboración entre laboratorios e institutos para permitir nuevos descubrimientos en neurociencia».

Este descubrimiento elimina una barrera significativa en la neurociencia moderna: la incapacidad de monitorear y comprender claramente cómo las células cerebrales reciben información. Con esta poderosa nueva herramienta disponible para los investigadores a través de Addgene, algunos de los misterios más profundos del cerebro podrían revelarse pronto.

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Tecnología

Neuronas Dopaminérgicas: Estructura y Función en el Olfato

by Editor de Tecnologia diciembre 16, 2025
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Subtipos estrechamente relacionados de neuronas liberadoras de dopamina podrían desempeñar funciones completamente separadas en el procesamiento de la información sensorial, dependiendo de su estructura física.

Una nueva investigación del Instituto de Psiquiatría, Psicología y Neurociencia (IoPPN) del King’s College London ha descubierto que las variaciones en la estructura física de las neuronas podrían tener un impacto significativo en el papel que desempeñan al procesar la información sensorial.

El estudio identificó dos subtipos diferentes de interneuronas en el bulbo olfatorio, la primera estructura cerebral que procesa la información sobre el olor. Uno de estos subtipos se encontró comunicando de una manera muy inusual, liberando señales desde una parte de la neurona que normalmente se asocia con la recepción de señales.

Publicada en eLife, la investigación examinó los bulbos olfatorios de cerebros de ratón para evaluar la estructura de diferentes subtipos de neuronas que producen y liberan el químico dopamina. Es el primer estudio que proporciona evidencia anatómica y fisiológica de que distintos subtipos de neuronas dopaminérgicas en el bulbo transmiten señales de maneras fundamentalmente diferentes, basándose en la forma y estructura de la célula.

La mayoría de las neuronas envían sus señales liberando neurotransmisores químicos a través de prolongaciones delgadas y alargadas de la célula llamadas axones. En la visión clásica, las neuronas también reciben señales de otras neuronas a través de otros tipos de prolongaciones ramificadas similares a árboles, conocidas como dendritas. Esta distinción en el papel desempeñado por estas diferentes estructuras forma la base de cómo se cree que funcionan las neuronas. Sin embargo, este nuevo estudio proporciona evidencia de que estas estructuras en la neurona podrían no siempre comportarse de esta manera.

Los investigadores encontraron que las neuronas dentro del bulbo olfatorio pueden separarse en dos subtipos distintos, caracterizados de forma clara por cómo transmiten y reciben señales.

Un tipo de interneurona dopaminérgica en el bulbo olfatorio no poseía un axón en absoluto, sino que liberaba señales de neurotransmisores desde sus dendritas, normalmente la parte de entrada, no de salida, de la célula. Estas células se denominan ‘neuronas anaxónicas’.

Estas inusuales neuronas anaxónicas actuaban localmente dentro del bulbo olfatorio y eran capaces de auto-inhibirse, lo que significa que pueden reducir sus propios niveles de actividad.

El estudio fue el primero en demostrar que un subtipo separado de neuronas en el bulbo olfatorio que tienen axones, conocidas como «neuronas dopaminérgicas con axón», no liberan señales desde sus dendritas y no pueden auto-inhibirse. Estas neuronas siguieron el modelo clásico de cómo las neuronas se envían señales entre sí, con los sitios de liberación contenidos casi por completo dentro del axón. Estos axones viajan largas distancias a través del bulbo olfatorio en lugar de influir en la actividad eléctrica de su propia célula a través de la auto-inhibición, como lo hacen las neuronas anaxónicas.

Nuestros hallazgos respaldan que los dos subgrupos dopaminérgicos desempeñan funciones fundamentalmente diferentes en el bulbo olfatorio. Mientras que las neuronas sin axón actúan localmente, moldeando el procesamiento de las señales de olor dentro de estructuras esféricas específicas del cerebro, las células con axón actúan a larga distancia, coordinando la actividad entre estas estructuras esféricas y potencialmente mejorando el contraste entre olores distintos. A pesar de que ambas liberan dopamina y están ubicadas en el lóbulo olfatorio, nuestros hallazgos sugieren que estas neuronas contribuyen al procesamiento del olfato de maneras notablemente diferentes.

Dra. Ana Dorrego-Rivas, Investigadora Postdoctoral, King’s College London

El profesor Matthew Grubb, profesor de neurociencia en el IoPPN del King’s y autor principal del estudio, dijo: «El sistema olfatorio es extraño y maravilloso, por lo que fue una gran sorpresa encontrar algunas células allí que se comportan como ‘neuronas estándar’. Va a ser divertido intentar averiguar cómo estas células anormalmente normales contribuyen a la percepción de los estímulos del olfato».

Fuente:

Referencia del diario:

Dorrego-Rivas, A., et al. (2025). Strikingly different neurotransmitter release strategies in dopaminergic subclasses. eLife. DOI:10.7554/elife.105271.2. https://elifesciences.org/articles/105271.

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Salud

Cáncer de mama y ritmos circadianos: cómo afecta el cerebro

by Editora de Salud diciembre 16, 2025
written by Editora de Salud

El cerebro es un sensor exquisito de lo que ocurre en el cuerpo”, afirma Jeremy Borniger, profesor asistente del Laboratorio Cold Spring Harbor. “Pero requiere equilibrio. Las neuronas necesitan estar activas o inactivas en el momento adecuado. Si este ritmo se desincroniza, incluso ligeramente, puede cambiar la función de todo el cerebro”.

En estudios con ratones, el laboratorio de Borniger ha descubierto que el cáncer de mama interrumpe los ritmos diarios, o ciclo día-noche, de los niveles de corticosterona. La corticosterona es la principal hormona del estrés en los roedores, mientras que en humanos, es el cortisol. Normalmente, los niveles de estas hormonas aumentan y disminuyen de forma natural a lo largo del día. En el cáncer de mama, el equipo encontró que los tumores aplanan la liberación de corticosterona, lo que reduce la calidad de vida y aumenta la mortalidad.

Las alteraciones de nuestros propios ritmos diarios se han relacionado con respuestas al estrés como el insomnio y la ansiedad, ambas comunes entre los pacientes con cáncer. El cuerpo depende de un circuito de retroalimentación llamado eje HPA (hipotálamo, hipófisis y glándulas suprarrenales) para mantener niveles saludables de hormonas del estrés. Borniger se sorprendió al descubrir que, en ratones, el cáncer de mama puede alterar estos ritmos incluso antes de que los tumores sean palpables: “Incluso antes de que los tumores fueran detectables al tacto, observamos una disminución del 40 o 50% en este ritmo de corticosterona”, explicó. “Pudimos observar esto dentro de los tres días posteriores a la inducción del cáncer, lo cual fue muy interesante”.

Al examinar el hipotálamo, el equipo observó que las neuronas clave estaban bloqueadas en un estado hiperactivo, pero de baja producción. Una vez que el equipo estimuló estas neuronas para imitar el ciclo normal día-noche del ratón, los ritmos regulares de las hormonas del estrés se restablecieron. Este ajuste impulsó a las células inmunitarias anticancerígenas hacia los tumores de mama, provocando que se redujeran significativamente. Borniger explica:

“Reforzar este ritmo a la hora correcta del día aumentó la capacidad del sistema inmunológico para destruir el cáncer, lo cual es muy extraño, y todavía estamos tratando de averiguar exactamente cómo funciona. Lo interesante es que si hacemos la misma estimulación a la hora incorrecta del día, ya no tiene este efecto. Por lo tanto, realmente necesita tener este ritmo en el momento adecuado para tener este efecto anticancerígeno”.

El equipo está investigando actualmente cómo los tumores interrumpen los ritmos saludables del cuerpo. Borniger espera que su trabajo pueda ayudar en el futuro a mejorar las terapias existentes.

“Lo realmente interesante es que no tratamos a los ratones con fármacos anticancerígenos”, dice. “Nos centramos en asegurarnos de que el paciente esté lo más sano fisiológicamente posible. Eso por sí solo combate el cáncer. Esto podría ayudar a aumentar la eficacia de las estrategias de tratamiento existentes y reducir significativamente la toxicidad de muchas de estas terapias”.

Fuente:

Cold Spring Harbor Laboratory

Referencia del diario:

DOI: 10.1016/j.neuron.2025.11.019

diciembre 16, 2025 0 comments
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Tecnología

Bioluminiscencia: Nueva herramienta para visualizar la actividad cerebral.

by Editor de Tecnologia diciembre 13, 2025
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Hace una década, un grupo de científicos tuvo la brillante idea de utilizar la bioluminiscencia para visualizar la actividad cerebral.

«Empezamos a pensar: ‘¿Qué pasaría si pudiéramos iluminar el cerebro desde dentro?'», explicó Christopher Moore, profesor de neurociencia en la Universidad de Brown. «Iluminar el cerebro se utiliza para medir la actividad – usualmente a través de un proceso llamado fluorescencia – o para estimular la actividad en las células para probar su función. Pero el uso de láseres en el cerebro tiene desventajas en los experimentos, a menudo requiriendo hardware sofisticado y una menor tasa de éxito. Pensamos que podríamos usar la bioluminiscencia en su lugar.»

Con una importante subvención de la National Science Foundation, el Bioluminescence Hub en el Carney Institute for Brain Science de Brown se lanzó en 2017, basado en colaboraciones entre Moore (codirector del Carney Institute), Diane Lipscombe (directora del instituto), Ute Hochgeschwender (de Central Michigan University) y Nathan Shaner (de la Universidad de California en San Diego).

El objetivo de los científicos era desarrollar y difundir herramientas de neurociencia basadas en dar a las células del sistema nervioso la capacidad de producir y responder a la luz.

En un estudio publicado en Nature Methods, el equipo describió una herramienta de bioluminiscencia que desarrolló recientemente. Llamada Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor – o «CaBLAM», en resumen – la herramienta captura la actividad a nivel de célula única y subcelular a alta velocidad y funciona bien en ratones y peces cebra, permitiendo grabaciones de varias horas y eliminando la necesidad de luz externa.

Moore señaló que Shaner, profesor asociado de neurociencia y farmacología en la U.C. San Diego, lideró el desarrollo del dispositivo molecular que se convirtió en CaBLAM: «CaBLAM es una molécula realmente asombrosa que Nathan creó», dijo Moore. «Está a la altura de su nombre.»

Medir la actividad continua de las células cerebrales vivas es esencial para comprender las funciones de los organismos biológicos, según Moore. El enfoque actual más común utiliza imágenes con indicadores de calcio codificados genéticamente basados en la fluorescencia.

«En la forma en que funciona la fluorescencia, se iluminan haces de luz sobre algo, y se obtiene una longitud de onda diferente de haces de luz a cambio», explicó Moore, quien lidera el Bioluminescence Hub. «Se puede hacer que este proceso sea sensible al calcio para obtener proteínas que reflejen una cantidad diferente o un color diferente de luz, dependiendo de si el calcio está presente o no, con una señal brillante.»

Si bien las sondas fluorescentes son útiles en muchos contextos, dijo, existen limitaciones significativas para usarlas en el monitoreo de la actividad cerebral. Primero, bombardear el cerebro con grandes cantidades de luz externa durante un período prolongado puede dañar las células. Segundo, la iluminación de alta intensidad puede hacer que la molécula involucrada en la fluorescencia cambie su estructura para que ya no pueda emitir suficiente luz; esto se llama fotoblanqueo y limita el tiempo que se puede usar la fluorescencia. Finalmente, iluminar el cerebro implica hardware, como láseres y fibras, que requieren un enfoque más invasivo.

En contraste, la producción de luz bioluminiscente, donde la luz se produce cuando una enzima descompone una molécula pequeña específica, tiene varias ventajas. Debido a que las sondas de bioluminiscencia no involucran luz externa brillante, no existe riesgo de fotoblanqueo y tampoco tienen un efecto fototóxico, por lo que son más seguras para la salud cerebral.

La luz también facilita la visualización.

«El tejido cerebral ya brilla débilmente por sí solo cuando es golpeado por la luz externa, creando ruido de fondo», dijo Shaner. «Además, el tejido cerebral dispersa la luz, borrando tanto la luz que entra como la señal que regresa. Esto hace que las imágenes sean más tenues, más borrosas y más difíciles de ver en lo profundo del cerebro. El cerebro no produce bioluminiscencia de forma natural, por lo que cuando las neuronas diseñadas genéticamente brillan por sí solas, destacan sobre un fondo oscuro con casi ninguna interferencia. Y con la bioluminiscencia, las células cerebrales actúan como sus propios faros: solo tienes que observar la luz que sale, lo cual es mucho más fácil de ver incluso cuando se dispersa a través del tejido.»

La idea de medir la actividad cerebral con bioluminiscencia ha existido durante décadas, dijo Moore, pero nadie había logrado hacer que la luz bioluminiscente fuera lo suficientemente brillante como para permitir imágenes detalladas de la actividad de las células cerebrales, hasta ahora.

Los conocimientos que encendieron CaBLAM

«El artículo actual es emocionante por muchas razones», dijo Moore. «Estas nuevas moléculas han proporcionado, por primera vez, la capacidad de ver células individuales activadas de forma independiente, casi como si estuvieras usando una cámara de cine muy especial y sensible para grabar la actividad cerebral mientras está sucediendo.»

La nueva herramienta puede capturar el comportamiento de una sola neurona en un animal de laboratorio vivo, incluso hasta la actividad dentro de subcompartimentos de las células. En el estudio, el equipo mostró datos de una sesión de grabación que duró cinco horas continuas, lo que habría sido imposible utilizando el método de fluorescencia limitado en el tiempo.

«Para estudiar el comportamiento complejo o el aprendizaje, la bioluminiscencia permite capturar todo el proceso, con menos hardware involucrado», dijo Moore.

Este trabajo forma parte de un esfuerzo más amplio del centro para crear nuevas formas de controlar y observar la actividad cerebral. Un proyecto utiliza una célula viva para enviar una ráfaga de luz que es detectada por una célula vecina, permitiendo efectivamente que las neuronas se comuniquen a través de la luz (lo que Moore llama «reconectar el cerebro con luz»). El equipo también está diseñando nuevos métodos que utilizan el calcio para controlar la actividad celular. A medida que estas ideas tomaron forma, quedó claro que todas ellas dependían de sensores de calcio más brillantes y mejores. Ese se ha convertido en un enfoque clave, dijo Moore.

«Nos aseguramos de que, como centro que intenta impulsar el campo, creáramos las piezas componentes necesarias», dijo Moore.

Moore espera que CaBLAM pueda eventualmente usarse para estudiar áreas del cuerpo más allá del cerebro.

«Este avance permite una gama completamente nueva de opciones para ver cómo funcionan el cerebro y el cuerpo», dijo Moore, «incluyendo el seguimiento de la actividad en múltiples partes del cuerpo a la vez.»

Añadió que la herramienta es un testimonio del poder de la ciencia en equipo. Al menos 34 investigadores contribuyeron al proyecto de los socios del Bioluminescence Hub, incluyendo Brown, Central Michigan University, U.C. San Diego, la Universidad de California en Los Ángeles y la Universidad de Nueva York. La financiación para la investigación provino de los National Institutes of Health, la National Science Foundation y la Paul G. Allen Family Foundation.

Source:

Journal reference:

DOI: 10.1038/s41592-025-02972-0

diciembre 13, 2025 0 comments
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