Observando las neuronas en vivo y en directo

Imagen de la técnica desarrollada en Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa. La neurona de Purkinje se colorea con ANNINE, un pigmento reactivo a cambios de potencial eléctrico. Crédito: Dr. Bernd Kuhn
Imagen de la técnica desarrollada en Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa. La neurona de Purkinje se colorea con ANNINE, un pigmento reactivo a cambios de potencial eléctrico. Crédito: Dr. Bernd Kuhn

En Biología, es muy importante observar las cosas en vivo y en directo. No es lo mismo estudiar un cultivo celular que las células en el organismo, o un corte de un tejido que el tejido en funcionamiento. Pero claro, no es sencillo. En ocasiones incluso es inviable, como en el tejido nervioso. Hasta ahora, que han encontrado la forma de hacerlo.

En un artículo reciente se explica el método, que resulta muy interesante. Pero antes de entrar en él, vamos a ponerlo en contexto. Cuando se quieren estudiar neuronas – en concreto, el potencial eléctrico que supone el impulso nervioso – lo que se hace es obtener el cerebro, realizar cortes ultrafinos – con el microtomo – y tratar de mantenerlo “vivo” el máximo tiempo posible.

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Y si decimos “vivo” es porque lo está, pero no del todo. Al realizar estos cortes, las neuronas quedan aisladas de la práctica totalidad de las que mantienen contacto. Es decir, se puede estudiar a la neurona, pero las neuronas no funcionan aisladas, así que no sabemos cómo funcionan. Vaya, que tenemos una idea, muy buena pero parcial, de cómo actúan en realidad.

Aquí es donde entra la nueva técnica. En esencia, la explicación de cómo funciona es sencilla: se introduce un pigmento, un colorante, que cambia de color cuando cambia el potencial eléctrico de la neurona. Y como el potencial eléctrico y el impulso nervioso están tan relacionados, lo que vemos con los cambios de color son los impulsos nerviosos.

Pero todo esto se hace en un animal vivo. Y no sólo vivo, ya que para poder desarrollar la técnica los científicos han tenido que priorizar el bienestar de los animales – ratas, en este artículo. Por motivos científicos, ya que los resultados no serían iguales si el animal sufriese, pero también éticos.

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Evidentemente, no es tan sencillo como “dar un colorante y ponerse a mirar”. En primer lugar, hay que realizar una incisión a nivel del sistema nervioso para introducir el pigmento, conocido como ANNINE. Y lo que resulta más complicado aún, hay que cerrar la incisión sin provocar problemas o daños al animal.

Una vez que se tiene el pigmento en su localización, ya se puede realizar el estudio. Que tampoco es sencillo, ya que los potenciales eléctricos de las neuronas cambian en milésimas y diezmilésimas de segundo, así que los aparatos deben estar preparados y calibrados para recoger cambios en tan poco tiempo.

Pero la ventaja que ofrece esta técnica es enorme. Si hasta ahora se observaban neuronas aisladas ahora se observan “cableadas”, conectadas a todas las demás. En el caso del artículo que citamos, son neuronas con aproximadamente 20,000 conexiones. La diferencia es enorme.

Así que ya estamos un paso más cerca de entender cómo funciona en vivo una neurona. Aún queda bastante proceso, ya que el estudio se ha centrado en un único tipo de célula nerviosa – neuronas de Purkinje, que se sitúan en el cerebelo – y en ratas como animal modelo. Pero desde aquí, sólo se puede avanzar.

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