Por Leonard Mlodinow*, especial para CNN
(CNN) – El campo científico más active en la última década ha sido la neurociencia. Esa explosión en la investigación y nuestro entendimiento sobre el cerebro humano, fue impulsada por una nueva tecnología llamada resonancia magnética funcional, que se volvió ampliamente utilizada desde los años noventa.
Pues ahora otra revolución tecnológica en la neurociencia está gestándose, y esta quizá es aún más importante. El término del que hay que estar pendientes en 2013 es la “optogenética”. No es un término muy sexi, pero sí es una tecnología muy sexi.
La optogenética se remonta a 1979, cuando el ganador del Nogel Francis Crick y sus colegas en el descubrimiento de la estructura del ADN James Watson y Rosalind Franklin sugirieron que los neurocientíficos deberían buscar aprender cómo controlar células específicas en el cerebro. Bueno, eso ciertamente es un avance con gran potencial. Imagina poder encender y apagar las neuronas en el cerebro de un animal desde afuera. Suena a que se estaría convirtiendo a la criatura en un robot, suena a ciencia ficción, ¿no te parece?
Bueno, avanza treinta años y, adivina qué, ¡la optogenética es una realidad! Así es como funciona… en general. Una aproximación obvia sería pegar un pequeño electrodo al cerebro de un animal y estimular las células usando la electricidad.
Hoy tenemos pequeños microelectrodos, pero todavía son muy crudos para la tarea. Crick especuló que la luz podría ser usada como la herramienta ideal. Eso resultó ser cierto: la optogenética implica insertar herramientas de fibra óptica dentro del cerebro del animal, para poder controlar las neuronas específicas usando pulsaciones de luz.
Aprender a emitirle luz a uno neurona no es la respuesta completa, no obstante. Para que el método funcione, las neuronas tienen que ser rediseñadas para que puedan reaccionar a la luz. Eso fue posible con el sorprendente descubrimiento de un tipo de proteína que puede ser usada para apagar y encender neuronas como respuesta a la luz.
La exótica proteína sensible a la luz no está presente en neuronas normales, así que los científicos diseñaron una forma para insertarla. Eso se logra a través de un tipo de trabajo genético llamado “transfección” que emplea “vectores” como virus que infectan la neurona que se quiere y, una vez allí, se inserta el material genético que haría que la neurona produzca la proteína sensible a la luz.
Cuando todo eso se junta, se obtiene tecnología que parece de ciencia ficción: neuronas genéticamente diseñadas que pueden encenderse o apagarse según se quiera, dentro del cerebro de un animal vivo que se mueve libremente.
Es el uso combinado de la óptica y la genética lo que le da a la optogenética su nombre, pero no es el “cómo” lo que hace a la optogenética algo emocionante, es el “qué”. Los científicos no la desarrollaron para “apoderarse” del cerebro de una criatura. La desarrollaron para, como la resonancia magnética funcional, aprender sobre el cerebro y su funcionamiento, en este caso al estudiar el efecto de estimulación en tipos específicos de neuronas.
La tecnología ya está empezando a dar sus frutos, y a pesar de su reciente invención, lo que se dice que es que el Premio Nobel no está lejos para sus desarrolladores. En una aplicación de la optogenética, los científicos investigaron cómo las neuronas que producen dopamina, un neurotransmisor en el cerebro, podría aumentar el sentimiento de recompensa y placer. Ese trabajo podría ayudarles a los científicos a entender las patologías relacionadas con el placer en depresiones clínicas.
En otra aplicación, los científicos estimularon selectivamente celulares cerebrales en modelos animales con Parkinson, una enfermedad que implica la interrupción de procesamiento de información en el cerebro. La investigación dio nuevos enfoques sobre la enfermedad, y sobre la forma en que operan las terapias que se usan actualmente. También sugirió nuevas direcciones para la intervención terapéutica.
La esquizofrenia es otro desorden en el que hay problemas con el procesamiento de la información. La ilusión de escuchar voces, por ejemplo, puede generarse por la falla en un mecanismo interno de notificación a una persona cuando sus pensamientos son “autogenerados”. La optogenética ha sido empleada para entender mejor un tipo de actividad cerebral llamada “oscilaciones gamma” que aparecen en la esquizofrenia y en el autismo.
Hoy, estamos lejos de la era en que una sola persona que trabaja con uno o dos asistentes pueda hacer un gran avance tecnológico. Tomó, en cambio, décadas de trabajo en muchos campos, que se juntaron, sólo muy recientemente, para llevar a la realidad la visión de Crick. Pero ahora que ya tenemos a la optogenética, esta tecnología está destinada a cambiar la forma en que tratamos las enfermedades mentales, y eventualmente, incluso, la forma en que nos entendemos como seres humanos.
*Nota del editor: Leonard Mlodinow es el autor de “Subliminal: How Your Unconscious Mind Rules Your Behavior”. Es profesor del Instituto de Tecnología de California.