OPINIÓN: La optogenética, una tecnología para 'controlar' el cerebro

Nota del editor: El libro más reciente de Leonard Mlodinow: " Subliminal: How Your Unconscious Mind Rules Your Behavior " (Subliminal: Cómo tu mente subconsciente domina tu comportamiento). Mlodinow da clases en el Instituto de Tecnología de California.

(CNN) — ¡Atención! Se está gestando otra revolución en la neurociencia —el campo científico más popular durante la última década— basada en la tecnología y probablemente sea una de las más importantes. La palabra a la que hay que poner atención en 2013 es optogenética. Quizá no es un término atractivo pero la tecnología sí lo es.

Los antecedentes de la optogenética se remontan a 1979, cuando el ganador del Nobel, Francis Crick —uno de los descubridores de la estructura del ADN, junto con James Watson y Rosalind Franklin— insinuaron que los neurocientíficos deberían intentar aprender a controlar células cerebrales específicas . Pues bien, eso ciertamente parecería un avance con gran potencial. Imagina ser capaz de encender o apagar desde afuera las neuronas en el cerebro de un animal. Sería parecido a transformar una criatura en un robot. Como de ciencia ficción, ¿no?

Bueno, viaja treinta y tantos años hacia el futuro y adivina qué: ¡la optogenética es una realidad! A continuación, te explicamos a grandes rasgos cómo funciona.

Un método obvio sería introducir un pequeño electrodo en el cerebro de un animal y estimular las células a través de electricidad.

Actualmente tenemos pequeños microelectrodos, pero siguen sin ser los ideales para la tarea. Crick especuló que la luz podría ser una buena herramieta, lo cual resultó ser cierto: la optogenética recurre a la inserción de herramientas de fibra óptica en el cerebro de un animal para controlar determinadas neuronas por medio de la estimulación a través de la luz.

Sin embargo, la respuesta implica más que aprender a iluminar una neurona. Para que el método funcione, las neuronas deben ser rediseñadas para reaccionar a la luz. Eso fue posible gracias al sorprendente descubrimiento de una proteína que puede usarse para encender y apagar las neuronas de dicha manera.

La exótica proteína fotosensible no existe en las neuronas normales, así que los científicos diseñaron una manera de introducirla. Eso se logra a través de una ingeniería genética llamada transfección, que usa vectores, tales como un virus, para infectar una neurona en específico y así insertar el material genético necesario para que la neurona produzca la proteína fotosensible.

Combina todo eso y tendrás neuronas diseñadas genéticamente que puedes encender y apagar a voluntad dentro del cerebro de un animal vivo y libre.

El uso de la óptica con la genética da su nombre a la optogenética, pero no es el "cómo" lo que la hace emocionante, sino el "qué". Los científicos no la desarrollaron para "tomar el control" del cerebro sino para aprender su funcionamiento a través del estudio de los efectos que producen los estímulos en tipos específicos de neuronas.

A pesar de su reciente invención, la tecnología ya rinde frutos y se dice que un premio Nobel no está lejos. En una de las aplicaciones de la optogenética, los científicos investigaron el mecanismo por el que las neuronas producen la dopamina, un neurotransmisor cerebral que induce los sentimientos de recompensa o placer. Este trabajo podría ayudar a que los científicos entiendan las patologías relacionadas con el placer y que van ligadas a la depresión clínica.

En otra aplicación, los científicos estimularon selectivamente las neuronas en animales modelo del mal de Parkinson, una enfermedad que causa la interrupción del procesamiento de información en el cerebro. La investigación reveló nueva información acerca de los circuitos que intervienen en la enfermedad y el funcionamiento de las terapias que se recomiendan actualmente. También se han propuesto nuevas directrices para el tratamiento.

La esquizofrenia es otra enfermedad relacionada con el procesamiento de los estímulos en el cerebro. La ilusión de escuchar voces, por ejemplo, puede surgir de una falla en el mecanismo interno a través del que se notifica a una persona que sus pensamientos son "autogenerados". La optogenética se ha usado para entender mejor una especie de actividad cerebral llamada "oscilaciones gamma" que se muestra anormal en la esquizofrenia, al igual que en el autismo.

Actualmente, esa época en la que una sola persona hacía un descubrimiento tecnológico revolucionario con la ayuda de uno o dos asistentes quedó atrás. Para que la visión de Crick cristalizara, fueron necesarias décadas de trabajo en muchos campos que hasta hace muy poco lograron reunirse. Sin embargo, ahora que está aquí, el destino de la optogenética es cambiar la forma en la que tratamos las enfermedades mentales, y tarde o temprano, la forma en la que nos entendemos como seres humanos.

Las opiniones recogidas en este texto pertenecen exclusivamente a Leonard Mlodinow.