Los científicos controlaron de forma remota el comportamiento social de los ratones con luz

Con la ayuda de auriculares y mochilas en ratones, los científicos están usando la luz para encender y apagar las células nerviosas en los cerebros de los roedores para sondear el comportamiento social de los animales, muestra un nuevo estudio.

Estos experimentos de control remoto están revelando nuevos conocimientos sobre los circuitos neuronales que subyacen a las interacciones sociales, lo que respalda el trabajo anterior al sugerir que las mentes sincronizadas son más cooperativas, informan los investigadores en línea el 10 de mayo en Neurociencia de la naturaleza.

Los nuevos dispositivos se basan en la optogenética, una técnica en la que los investigadores utilizan destellos de luz para activar o suprimir las células nerviosas del cerebro o neuronas, a menudo utilizando virus personalizados para modificar genéticamente las células para que respondan a la iluminación (SN: 15/1/10). Los científicos utilizaron la optogenética para sondear circuitos neuronales en ratones y otros animales de laboratorio para proporcionar información sobre cómo podrían funcionar en humanos (SN: 22/10/19).

Los dispositivos optogenéticos a menudo alimentan la luz a las neuronas a través de cables de fibra óptica, pero estos cables pueden interferir con los comportamientos naturales y las interacciones sociales. Aunque los científicos han desarrollado recientemente dispositivos optogenéticos inalámbricos implantables, estos dependen de controles remotos relativamente simples o conjuntos limitados de instrucciones preprogramadas.

Estas nuevas matrices optogenéticas totalmente implantables para ratones y ratas pueden permitir una investigación más sofisticada. Específicamente, los investigadores pueden ajustar la programación de cada dispositivo durante el curso de los experimentos, «para que puedan abordar lo que hace un animal de una manera mucho más compleja», dice Genia Kozorovitskiy, neurobióloga de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois.

Estos dispositivos montados en la cabeza y en la parte trasera no tienen batería y funcionan de forma inalámbrica con las mismas ondas de radio de alta frecuencia que se utilizan para controlar de forma remota la intensidad, la duración y la sincronización de los pulsos de luz. Los prototipos también permiten a los científicos controlar cuatro circuitos neuronales diferentes en un animal al mismo tiempo, gracias a los LED que emiten cuatro tonos: azul, verde, amarillo y rojo, en lugar de uno solo.

En experimentos con ratones, Kozorovitskiy y sus colegas utilizaron los dispositivos para apuntar a la corteza prefrontal, una parte del cerebro relacionada con la toma de decisiones y otros comportamientos complejos. Cuando el equipo proporcionó patrones similares de estimulación neuronal en esta área a parejas o tríos de ratones, los roedores trataron y olfatearon a las parejas con las que sus neuronas estaban sincronizadas con más frecuencia que aquellas con las que no estaban sincronizadas. Los hallazgos respaldan investigaciones anteriores que sugieren que este tipo de sincronía entre mentes puede aumentar el comportamiento social, «especialmente las interacciones cooperativas», dice Kozorovitskiy.

La tecnología inalámbrica ampliamente disponible utilizada en este trabajo, la misma que ahora se usa en los pagos con tarjeta de crédito sin contacto, podría permitir una amplia adopción en la comunidad de neurociencias «sin un hardware especializado extenso», dice el neurotécnico Philipp Gutruf de la Universidad de Arizona a Tucson, que lo hizo . no participe en esta investigación. Esto «significa que podemos ver estos dispositivos en muchos laboratorios en un futuro próximo, lo que permitirá nuevos descubrimientos». Los conocimientos adquiridos sobre el sistema nervioso a partir de dicha investigación, dice, podrían a su vez «informar mejores diagnósticos y terapias en humanos».

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