El procedimiento se logra mediante la optogenética —método utilizado para "encender" y "apagar" grupos neuronales a partir del uso de la luz— y por la técnica de microscopía de doble fotón que permite la visualización y manipulación de los tejidos vivos hasta un milímetro de profundidad, así activa grupos muy específicos de neuronas.
Luis Carrillo Reid utilizó dicha tecnología durante cuatro años en la Universidad de Columbia en Nueva York y actualmente se ha propuesto implementar la tecnología en México a través del Instituto de Neurobiología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor en ciencias explicó la importancia de este trabajo en la apertura de nuevas líneas de investigación en neurociencias, no solo en el país sino en el mundo.
El objetivo principal para el desarrollo de esta tecnología es cambiar los patrones de actividad en grupos neuronales muy específicos.
“Ha sido demostrado previamente que en diversas enfermedades como Parkinson, esquizofrenia o epilepsia, la actividad de ciertos grupos neuronales está alterada, es decir, tienen actividad patológica o patrones de actividad que no deberían tener”, explicó.
La microscopía de doble fotón activa grupos neuronales específicos y se observa la actividad neuronal por medio de indicadores de calcio que son genéticamente codificados, “son compuestos fluorescentes que brillan cuando las neuronas tienen actividad”.
Para reactivar las neuronas, Luis Carrillo Reid utiliza opsinas, proteínas que se estimulan por medio de luz, y en este caso la luz utilizada proviene de un láser posicionado únicamente en las neuronas que quieren activarse, así las opsinas dejan entrar iones a las células y permiten su excitación.
El especialista busca que por medio de estas técnicas se manipulen ópticamente los circuitos neuronales, cambiar sus patrones de actividad en el caso de que sean patológicos y así revertir los efectos catastróficos de las enfermedades neurodegenerativas.
Durante su estancia en la Universidad de Columbia en Nueva York, Carrillo Reid logró avances significativos que permitieron la publicación de sus resultados en el ejemplar de agosto de 2016 de la revista Science bajo el título Imprinting and recalling cortical ensembles. En ese mismo año, regresó a México con el objetivo de implementar este tipo de experimentos a través del apoyo de instituciones como el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
“La etapa en que se encuentra el trabajo en Columbia ya está muy avanzada, de hecho tengo varios artículos allá utilizando estas técnicas, y ahora estoy en la fase de escribir proyectos al Conacyt para solicitar apoyo y poder empezar a establecer esta tecnología en América Latina”, explicó.
La UNAM es quien encabeza el proyecto a nivel nacional pero aún hace falta equipo físico para las investigaciones, así como estudiantes que sean capaces de llevar a cabo proyectos de esta índole.
De acuerdo con el especialista, el equipo requerido para llevar a cabo totalmente estos estudios en México es un microscopio de dos fotones, también una serie de láseres que registren y activen simultáneamente células seleccionadas por medio de diferentes longitudes de onda.
Carrillo Reid desarrolló todas estas técnicas en el laboratorio de la Universidad de Columbia en Nueva York durante cuatro años y demostró que por medio de la estimulación puntual y estrictamente selectiva de un grupo de neuronas —corticales— se podía generar una especie de memoria artificial.
Como este trabajo se encuentra en desarrollo, las tecnologías utilizadas todavía no han sido aprobadas para uso humano, “todos los protocolos para manipular genéticamente neuronas en humanos todavía están por aprobarse, yo creo que aún estamos a unos cinco o diez años de que permitan hacer realidad estas pruebas”.
Luis Carrillo Reid espera que en los próximos años la comunidad neurocientífica nacional se sume a la iniciativa mundial de entender el funcionamiento cerebral, y si logran distinguir exactamente a las neuronas involucradas en alguna actividad anormal o patología, las manipularían para revertir los efectos patológicos que provocan enfermedades neurodegenerativas.
“Regresé a México por los jóvenes; para formar estudiantes que tengan un pensamiento crítico basado en el método científico y que puedan tomar decisiones informadas para hacer cambios en la ciencia en México y en la sociedad”, concluyó.
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