Nanopartículas: Control Remoto de la Actividad Cerebral

A medida que avanzamos en la Revolución Científica en que, como especie estamos inmersos, la línea entre ciencia-ficción y ciencia se hace más fina.

Muchos de los avances reales que están ocurriendo en el mundo científico ya tuvieron su antesala (no me gusta pensar que la ciencia-ficción predice) en la mente de algunos escritores.Claro está que, en la realidad, los pasos hacia los planteamientos de la ciencia-ficción son mucho más pequeños que en los propios relatos.

El Brain Feeling que os quiero explicar hoy me ha hecho pensar un poco en la película «Tanscendence» de Wally Pfister en la que se aborda el tema de la singularidad y en el que las nanopartículas tienen un papel crucial.

Bien, dos equipos de científicos han desarrollado nuevos modos de estimular neuronas con nanopartículas que activan remotamente las células del cerebro mediante el uso de luz o de campos magnéticos. Son nuevos métodos más rápidos que otros actuales por lo que son más adecuados para nuevos tratamientos de enfermedades humanas.

Los investigadores tienen diferentes métodos ya para manipular la actividad de las células cerebrales el más potente es la optotogenética que permite activar/desactivar células cerebrales concretas con una gran precisión nunca vista a la par que grabar su comportamiento mediante el uso de pulsos de luz.

Esta herramienta es especialmente útil para probar los circuitos neuronales y su comportamiento, pero implica crear ratones con ingeniería genética que estén dotados de neuronas sensibles a la luz para luego, insertarles la fibra óptica que entrega la luz al cerebro. Si traspasamos esto a los humanos aparecen muchas barreras tanto técnicas como éticas. (en algún Brain Feeling próximo trataré de formarme en la bioética)

Para sobrepasar estas barreras entra en juego la nanomedicina. Francisco Bezanilla de la Universidad de Chicago y sus colegas saben que las nanopartículas pueden absorber la luz y convertirla en calor y años atrás ya descubrieron que la luz infrarroja es capaz de hacer que las neuronas lancen nuevos impulsos nerviosos calentando sus membranas. Increíble! Vaya máquina el cerebro.

Después de adjuntar los nanorods a las moléculas adecuadas (más información en el artículo original, al pie de este post) las añadieron a las neuronas DRG. Acto seguido expusieron las células a pulsos de luz visible con duraciones de milisegundos que calentaban las partículas a la par que éstas últimas, hacían que las células generaran impulsos nerviosos como respuesta. He aquí la respuesta:

Y como el ejemplo de Newton y Leibnitz con el Cálculo; la ciencia siempre tiene caminos redundantes. Mientras Bezanilla y su equipo en Chicago descubrían esto de este modo; en el MIT (Massachusetts) el Bioelectronics Group de Polina Anikeeva lo experimentaban con una aproximación diferente.

En el MIT usaban partículas esféricas de óxido de hierro que desprenden calor cuando están expuestas a un campo magnético alterno.

Aún así las dos aproximaciones tienen como objetivo generar el calor suficiente (energía) para activar los canales TRPV1, causando así que las neuronas generen largos y sucesivos impulsos.

Las nanopartículas ya se han usado en otros campos de la ciencia como:

la destrucción de células malignas
fruto del anterior: terapia contra el cáncer
colarse entre las barreras de la sangre que obstruyen el cerebro
Visualizar y Reducir el daño causado por un Ictus Cerebral

Aunque se haya probado en ratones de laboratorio estamos en el buen camino de encontrar una fórmula poco invasiva para estimular el cerebro humano. Benzanilla y su equipo ya están pensando cómo aplicar esta técnica a tratamientos de la degeneración macular y otras condiciones que matan a las células foto-sensibles de la retina.

¿Nos estamos empezando a acercar a nuestra auto-reconstrucción? ¿Es un paso más hacia la amortalidad? Aunque hayamos usado términos como: nanomedicina, nanoparticúla, nanorods ya no es Ciencia Ficción, es Neurociencia.

Os dejo este vídeo del MIT sobre «Controllable Nanoparticles»: