Los científicos pintan un atlas multicolor del cerebro
Un gusano NeuroPAL enrollado en forma de O con la cabeza y la cola tocándose en la parte superior del anillo. Cada neurona (los puntos de colores) se puede identificar por su color. Los colores se agregan con proteínas fluorescentes utilizando una técnica de ingeniería genética recientemente desarrollada. Crédito: Eviatar Yemini
El cerebro humano contiene aproximadamente 86 mil millones de neuronas, o células nerviosas, entretejidas por un estimado de 100 billones de conexiones, o sinapsis. Cada célula tiene una función que nos ayuda a mover los músculos, procesar nuestro entorno, formar recuerdos y mucho más.
Dada la gran cantidad de neuronas y conexiones, todavía hay mucho que no sabemos sobre cómo las neuronas trabajan juntas para dar lugar al pensamiento o al comportamiento.
Ahora, los científicos de Columbia han diseñado una técnica de coloración, conocido como NeuroPAL (un Atlas policromático neuronal de hitos), que hace posible, al menos en experimentos con Caenorhabditis elegans (C. elegans), una especie de gusano comúnmente utilizada en investigación biológica, identificar cada neurona en la mente de un gusano.
Su investigación aparece en la edición del 7 de enero de la revista Cell.
NeuroPAL, que utiliza métodos genéticos para «pintar» las neuronas con colores fluorescentes, permite, por primera vez en la historia, a los científicos identificar cada neurona en el sistema nervioso de un animal, todo mientras registra un sistema nervioso completo en acción.
«Es increíble ‘observar’ un sistema nervioso en su totalidad y ver lo que hace», dijo Oliver Hobert, profesor en el Departamento de Ciencias Biológicas de Columbia e investigador principal wi el Instituto Médico Howard Hughes. «Las imágenes creadas son impresionantes puntos brillantes de color que aparecen en el cuerpo del gusano como luces navideñas en una noche oscura».
Para llevar a cabo su investigación, los científicos crearon dos programas de software: uno que identifica todas las neuronas en coloridas imágenes de gusanos NeuroPAL y una segunda que lleva el método NeuroPAL más allá del gusano mediante el diseño de colores óptimos para posibles métodos de identificación de cualquier tipo de célula o tejido en cualquier organismo que permita manipulaciones genéticas.
«Utilizamos NeuroPAL para registrar patrones de actividad cerebral en el gusano y decodificar el sistema nervioso en funcionamiento», dijo Eviatar Yemini, investigadora postdoctoral en el Departamento de Ciencias Biológicas de Columbia y autora principal del estudio.
Porque los colores están pintados en el ADN de la neurona y vinculados a genes específicos, los colores también se pueden usar para revelar si estos genes específicos están presentes o ausentes en una célula.
Los investigadores dijeron que la novedad de la técnica pronto podría ser superada por los descubrimientos que hace posibles. Antes de su publicación Cell, Hobert y Yemini lanzaron NeuroPAL a la comunidad científica, y ya se han publicado varios estudios que muestran la utilidad de la herramienta.
Poder identificar neuronas u otros tipos de células, el uso del color puede ayudar a los científicos a comprender visualmente el papel de cada parte de un sistema biológico», dijo Yemeni. «Eso significa que cuando algo sale mal en el sistema, puede ayudar a identificar dónde ocurrió la falla».
Colaboradores en el estudio se encuentran Liam Paninski, de la Universidad de Columbia; Vivek Venkatachalam, de la Universidad Northeastern; y Aravinthan Samuel, de la Universidad de Harvard.
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Un pequeño conjunto de genes puede proporcionar un código de barras único para diferentes tipos de células cerebrales en gusanos Más información: Eviatar Yemini et al, NeuroPAL: A Multicolor Atlas for Whole-Brain Neuronal Identification in C.elegans, Cell (2020).DOI: 10.1016/j.cell.2020.12.012 Información de la revista : Celular
Proporcionado por Columbia Cita de la universidad: Los científicos pintan un atlas multicolor del cerebro (8 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-scientists-multi-color- atlas-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.