Una mirada al interior del cerebro
Un nuevo método experimental a caballo entre la química y la biología permite indagar en lo más profundo del centro de mando del cuerpo.
http://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/numero/483/una-mirada-al-interior-del-cerebro-14748
Esta vista general de las fibras que se extienden desde las neuronas del área frontal del cerebro de un ratón muestra las ventajas del método de inclusión en hidrogel para trazar la complejidad de las redes neurales. [CORTESÍA DEL LABORATORIO DE DEISSEROTH, UNIVERSIDAD STANFORD Y LI YE]
En síntesis
Desentrañar los mecanismos internos del cerebro solo será posible mediante el examen minucioso de las células a escala individual aunado con el estudio a gran escala del órgano entero.
Las técnicas ópticas ordinarias no pueden penetrar en la opacidad del tejido nervioso porque las interfases entre el agua y las moléculas grasas de las membranas celulares dispersan la luz.
Las novedosas técnicas que suprimen los lípidos y los reemplazan con una sustancia que mantiene intactos los demás componentes cerebrales abren una nueva ventana de observación que traspasa las barreras actuales.
Los métodos de inclusión en hidrogel, como se conoce a tales técnicas, permiten examinar las redes neurales específicas que rigen diversos comportamientos.
El sistema nervioso humano es una suerte de tapiz, tejido con un entramado de hilos. Esos hilos o axones, delgadas fibras que las células tienden entre sí, conducen información en forma de señales eléctricas de unas neuronas a otras. Los axones que se proyectan a larga distancia son la urdimbre de la tela, que se entrelaza con la versión cerebral de la trama, otros axones que zigzaguean hacia delante y hacia atrás salvando distancias cortas, encargados de transmitir las señales destinadas al cómputo de cálculos.
Si se quiere entender la mecánica interna del cerebro, es preciso desentrañar la organización de ese tapiz neuronal a la escala de cada uno de sus elementos, por ejemplo de un único axón. Pero, para entender la función del axón, también es conveniente mantener una perspectiva global que abarque el cerebro entero, sin perder de vista el filiforme axón y su contexto. Obtener esa perspectiva exige un tipo de herramienta especial, pues el cerebro no es plano ni translúcido como una tela de gasa. Las moléculas grasas (lípidos), especialmente las integrantes de las membranas celulares, dispersan la luz de nuestros aparatos de imagen y nublan nuestra visión más allá de las capas superficiales de células. Las capas más profundas del cerebro quedan ocultas a nuestros ojos.
Una novedosa técnica acaba de abrir apasionantes vistas para los neurocientíficos y ha creado un nuevo modo de observar las interioridades del cerebro intacto; permite determinar tanto las trayectorias como las propiedades moleculares de cada fibra conectora que se entreteje a lo largo de los intrincados engranajes del cerebro. El método se basa en la química de los hidrogeles, polímeros que forman una red tridimensional de compartimentos conectados, capaces de retener agua sin disolverse. Con ellos se crea un endoesqueleto polimérico tridimensional dentro del tejido biológico. En un proceso de tres etapas, primero se crea un gel transparente en el seno del cerebro de un animal de laboratorio o de un cadáver humano. El gel queda ligado a los componentes moleculares que albergan información esencial, como las proteínas y los ácidos nucleicos (ADN y ARN), que restan así protegidos. A ello le sigue la eliminación de los componentes tisulares que son superfluos o que dispersan la luz, como los lípidos. Por último, con la introducción de multitud de marcadores fluorescentes y de otro tipo —además de transparente, el gel está diseñado para permitir la inyección rápida de esas sondas— es posible iluminar y visualizar las fibras y las moléculas de interés con una resolución muy alta en todo el cerebro íntegro...
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