UN EQUIPO DE LA UNIVERSIDAD DE YALE RECONFIGURA LAS NEURONAS CONDUCTUALES DEL CEREBRO EN UN GUSANO MUTANTE USANDO PARTES DE HIDRA

Para hackear el cerebro, los científicos necesitan encontrar una manera de controlar cómo las neuronas del cerebro se comunican entre sí y le dicen al cerebro cuando hay dolor, cuando está hambriento, cansado, estresado, soñoliento o deprimido. La comunicación neuronal en el cerebro podría compararse de la misma manera que un teléfono celular permite que dos personas se comuniquen claramente en dos lugares.

Un equipo de la Universidad de Yale, en colaboración con la nueva investigación del Laboratorio de Biología Marina (MBL), ha abierto un nuevo canal de comunicación en el cerebro del gusano C. elegans con la ayuda de una Hidra . Un avance que eventualmente podría usarse en animales y humanos

La investigación, publicada en Nature Communications, destaca el desarrollo de HySyn, un sistema diseñado para reconectar sintéticamente circuitos neuronales utilizando neuropéptidos de Hydra. Una Hydra o hidra es un pequeño organismo de agua dulce que no muere después de ser cortado en partes. Estos neuropéptidos son los que se encargan en modular la actividad de los neurotransmisores cerebrales para aumentar o disminuir la fuerza de los impulsos entre las neuronas que controlan los movimientos, comportamientos y movimientos en el cuerpo.

Como resultado y primera vez, los investigadores de la Universidad de Yale han creado líneas genéticas de C. elegans mutantes que expresaban neuropéptidos del cerebro de Hydra, creando una nueva sinapsis cerebral artificial para reconfigurar un circuito de comportamiento en el cerebro del gusano. Debido a que ninguna de las otras sinapsis en el cerebro, además de las equipadas con el receptor de hidra y el neuropéptido, podía escuchar el “comando“, era como darles un teléfono celular para que pudieran comunicarse entre sí.

“Estos péptidos neuromoduladores te permiten comunicarte a distancia”, dijo Daniel Colón-Ramos, miembro de MBL, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale . “Te da más flexibilidad como investigador para manipular neuronas cerebrales que no están adyacentes entre sí.

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Los investigadores utilizaron una línea mutante de gusano C. elegans a la que le faltaba la conexión neuronal la cual sirve para controla el comportamiento específico. Por ejemplo, el comportamiento que les dice que estaban llenos y necesitaban dejar de buscar comida.

Al tomar los genes que codifican un neuropéptido y su receptor de Hydra y colocarlos en el gusano C. elegans, los investigadores pudieron restaurar el circuito neuronal que controla el comportamiento alimentario.

Crearon dos líneas genéticas separadas, una que contenía el neuropéptido y otra que contenía el receptor. La descendencia de la pareja contenía la vía peptídica neural completa. Pero, según Hawk, es solo un posible camino de muchos en el que concentrarse.

“Hay cientos de péptidos neuronales en Hydra, cada uno de los cuales podría ser un canal de comunicación diferente”, dijo Hawk. “Para mí, eso es lo más emocionante.

Los investigadores confían en que HySyn funcionará en una variedad de organismos. Lo probaron en células de vertebrados, así como en C. elegans. Hawk dijo que espera que la investigación futura se centre en eliminar las líneas de comunicación en el cerebro y reconstruirlas de una manera diferente con HySyn.

“Este es el comienzo de un conjunto de herramientas y, a medida que esas herramientas se expanden, nos brinda una capacidad real para modificar las conexiones en el cerebro en una variedad de permutaciones”, dijo Hawk. “Hay mucha diversidad de conexiones sinápticas en el cerebro de cualquier animal. Ser capaz de elegir qué poner en otro organismo nos ayudará a desenredar y entender cómo y por qué los cerebros hacen lo que hacen”, dijo Hawk.

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Fuente: https://phys.org/news/2021-09-team-rewires-behavioral-circuit-worm.html