Un diminuto dispositivo electrónico que se coloca bajo de la piel que recubre el cráneo, ilumina neuronas específicas del cerebro para excitar o suprimir su actividad, con lo que se abre la puerta a nuevos tratamientos para el dolor crónico, la depresión, la epilepsia y las adicciones…
DESTACADOS.
+++ El dispositivo inalámbrico, desarrollado en la Universidad de Arizona (UA), es delgado como el papel y pequeño como una moneda de centavos, entrega luz a las neuronas sensibilizadas previamente a través del cráneo y sin necesidad de perforar el hueso ni penetrar el tejido cerebral.
+++ Esta herramienta optogenética utiliza luces LED de tamaño micro, que producen destellos de luz roja de alta intensidad y el haz que emite es tan potente que equivale a iluminar el cerebro “con una pequeña linterna de alta tecnología”, según el ingeniero biomédico Philipp Gutruf, quien lidera el equipo de investigación.
+++ Los pulsos lumínicos que lanza este dispositivo no invasivo permiten activar o desactivar aquellas neuronas que no envían y reciben las señales correctamente y ayudarán a tratar problemas de salud como la epilepsia, la depresión, la adicción, el dolor crónico y las dolencia neurodegenerativas, según la UA.
ILUMINANDO EL ENCÉFALO
“Usamos luces LED de tamaño micro que funcionan con un electrónica inalámbrica y ultradelgada y son capaces de producir destellos de luz roja de alta intensidad, que pueden iluminar las neuronas, previamente sensibilizadas, mediante proteínas, a través del cráneo, sin penetración física”, explicó Gutruf.
“Todo lo que sucede en el cerebro es el resultado de la actividad de las neuronas que envían y reciben señales formando redes complejas, que los científicos no comprenden completamente”, explicaron desde UA.
“Estas redes neuronales son las que nos permiten tomarnos una taza de café, reírnos de un chiste o levantarnos de una silla. Pero cuando algunas de sus neuronas no envían y reciben las señales correctamente, esto puede provocar problemas como la epilepsia, la depresión, la adicción o el dolor crónico”, matizaron los científicos de esa universidad.
El equipo de Gutruf está desarrollando una serie de herramientas optogenéticas, que iluminan neuronas específicas del cerebro para excitar o suprimir su actividad, y utilizarlas en experimentos destinados a aumentar la comprensión de cómo funciona el cerebro y a desarrollar y probar curas potenciales para problemas como las dolencia neurodegenerativas.
Una de esas herramientas para suministrar luz a las neuronas es este dispositivo sin cables que han probado en colaboración con la Universidad Northwestern y que abre las puertas a futuras intervenciones optogenéticas menos invasivas en el cerebro.
Los experimentos de optogenética, realizados en modelos animales, requieren introducir en el cerebro una proteína sensible a la luz, que se adhiere a unas neuronas específicas. Luego, los científicos usan un pequeño dispositivo para enviar pulsos de luz solo a estas neuronas y modular su actividad.
La nueva herramienta desarrollada por la UA es tan potente que “es casi como usar una pequeña linterna de alta tecnología”, según Jokubas Ausra, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en el Laboratorio Gutruf y primer autor del trabajo.
TECNOLOGÍA PRECURSORA
El denominado “dispositivo de simulación optogenética transcraneal inalámbrico” es el primero que puede enviar luz a través del cráneo sin necesidad de penetrar físicamente la barrera hematoencefálica, es decir, la red de vasos sanguíneos y tejido compuesta de células estrechamente unidas que impide que las sustancias dañinas penetren en el encéfalo.
Gutruf admitió que aún queda un largo camino por recorrer antes de que la optogenética esté disponible para los humanos.
“Cuando esto suceda dispondremos de esta tecnología precursora que permite entregar sin problemas luz a las neuronas en el cerebro o la columna vertebral, pudiendo ayudar a controlar afecciones como la epilepsia o el dolor crónico, sin cirugía invasiva ni el uso crónico de medicamentos opioides”, apuntó.
“Esta herramienta permitirá a los científicos realizar una amplia gama de experimentos que antes no eran posibles, posibilitándoles avanzar más rápidamente para descubrir los principios de funcionamiento del cerebro y desarrollar y probar tratamientos en entornos precisos”, recalcó Gutruf.
