Un interruptor bioquímico que permite encender y apagar la capacidad de memorizar en una rata

La película Memento ilustra un caso de amnesia anterógrada en el que el protagonista no puede recordar nada tras unos pocos minutos, salvo que lo escriba. La información más reciente destruye a la más antigua impidiendo recordar. Algo parecido les ha pasado a las ratas del estudio desarrollado por un grupo de científicos encabezado por Theodore Berger, de la Universidad del Sur de California, que ha desarrollado un interruptor para los recuerdos: con el interruptor en ON, las ratas recuerdan; con el interruptor en OFF, las ratas olvidan. La clave es el hipocampo, la zona del cerebro relacionada con el aprendizaje (la transformación de los recuerdos a corto plazo por otros a largo plazo por la interacción de sus regiones CA3 y CA1). “En el experimento, los científicos hacían que las ratas aprendiesen una tarea, presionando una palanca en vez de otra para recibir una recompensa. Las ratas tenían sondas implantadas en el hipocampo midiendo la actividad eléctrica entre CA3 y CA1. Luego los experimentadores bloquearon las interacciones neuronales normales entre las dos áreas del hipocampo usando fármacos. Las ratas que habían sido entrenadas previamente ya no mostraban el comportamiento aprendido a largo plazo. Todavía recordaban sin embargo que tenían que presionar una palanca si querían agua, pero sólo recordaban entre 5 y 10 segundos si habían presionado ya una u otra palanca. Los investigadores desarrollaron un dispositivo electrónico, un neurochip, el equivalente a un sistema del hipocampo artificial que duplicaba los patrones de interacción entre CA3 y CA1. La capacidad para la memoria a largo plazo volvía a las ratas bloqueadas farmacológicamente cuando el equipo activaba el dispositivo. Además, los investigadores también comprobaron que si el neurochip y sus electrodos asociados se implantan en animales con un hipocampo con un funcionamiento normal, el dispositivo puede realmente reforzar el recuerdo que se está generando en el cerebro y mejorar la capacidad de memoria de las ratas normales.” ¡Increíble! “Experimentar y reproducir los resultados con primates podría ayudar a las víctimas de la enfermedad de Alzheimer, de los infartos cerebrales o heridos en general.” Me he enterado gracias a César, “Un neurochip que restaura y mejora la memoria,” Experientia Docet, 17 de junio de 2011 (la parte entre comillas está copiada de dicha entrada). Te recomiendo encarecidamente leer esta entrada de César. El artículo técnico es Theodore W. Berger et al., “A cortical neural prosthesis for restoring and enhancing memory,” Journal of Neural Engineering 8: 046017, 15 June 2011.

Como César ha escrito ya todo lo que yo tenía que decir, voy a permitirme el lujo de escribir un artículo en imágenes (con texto en inglés, lo siento). Perdón para quienes no entiendan nada… recordad que tenéis los comentarios a vuestra disposición…

Apoya la revista de Amazings.es y disfruta con la teoría de cuerdas

Hace seis meses me pidieron que escribiera un artículo sobre la teoría de cuerdas para el primer número de la revista Amazings. Hoy mismo se ha anunciado que Amazings tendrá su edición en Revista y que el cuarto artículo será “Teoría de cuerdas,” por Francis Villatoro. La Revista Amazings no tiene ningún tipo de publicidad ni patrocinios por lo que para poder editarla e imprimirla se utilizará la plataforma LANZANOS.COM desde donde podréis recibirla en vuestra casa, con todos los gastos incluidos, al precio de 9 euros (si vives en España). Una publicación de ciencia desde un punto de vista divulgativo, ameno, directo e interesante. Hoy, Amazings inicia su andadura en formato Magazine y necesita tu apoyo. Yo ya he leído el texto de todos los artículos y puedo asegurarte que son muy buenos. ¡Ánimo y apoya la iniciativa comprando tu ejemplar!

El primer láser vivo fabricado con una célula humana

Durante los últimos 50 años los láseres se han fabricado mediante materiales inanimados (sólidos, líquidos o gases), pero nada impide que una célula viva actúe como un láser. Se ha publicado en Nature Photonics la fabricación del láser biológico utilizando células humanas del riñón en las que se ha incorporado la proteína fluorescente verde (GFP). ¿Para qué sirve un láser biológico? La cirugía basada en células láser permitirá integrar estos láseres en tejidos vivos y usarlos para matar células de tumores cancerígenos. Los láseres biológicos se insertarán en la cercanía del tumor y lograrán destruirlo con un daño mínimo para el resto del cuerpo. Por otro lado, nada impide crear neuronas láser para interfaces hombre-máquina; un discapacitado podrá controlar su silla de ruedas automática con su propio cerebro, o comunicarse con un teclado de ordenador, etc. Un poco de futurología nos lleva a pensar en múltiples formas de comunicación mental basada en neuronas láser, incluyendo la lectura y transmisión de la mente. Nos lo han contado Zoë Corbyn, “Human cell becomes living laser. Jellyfish protein amplifies light in first biological laser,” News, Nature, Published online 12 June 2011. El artículo técnico es Malte C. Gather, Seok Hyun Yun, “Single-cell biological lasers,” Nature Photonics, Published online 12 June 2011.

¿Cómo funciona un láser? Un sistema eléctrico, químico u óptico excita los átomos o las moléculas en un gas, un líquido o un sólido para que alcancen un estado de mayor energía que acaba decayendo al estado fundamental acompañado de la emisión de un fotón con una energía (longitud de onda) bien definida. En una población de muchos átomos excitados, este fotón provoca que otros átomos también decaigan y se produce un torrente de nuevos fotones (un efecto tìpo bola de nieve) todos de características similares. Si se confinan todos estos fotones entre dos espejos podemos amplificar y emitir un haz bien colimado a través de un pequeño agujero. Todo este procedimiento se puede emular dentro de una célula viva utilizando proteínas GFP. Esta proteína emite luz verde, luego basta enfocarla y amplificarla para que una célula se convierta en un láser. Los investigadores han utilizado células de riñón en la que han insertado GFP. Tomando una pareja de estas células y excitando con un láser azul una de ellas se logra que las moléculas GFP se exciten. Colocando esta pareja de células en una cavidad pequeña rodeada de espejos, se observa que la célula excitada logra excitar a la otra célula y ambas se ponen a emitir fotones verdes; la población de fotones se amplifica y gracias a un agujero se logra producir un haz láser verde. Se ha logrado un láser biológico.