El sentido del gusto en el cerebro, y no en la lengua

El Centro Médico de la Universidad de Columbia (EE.UU) ha descubierto que el sentido del gusto, esta en el cerebro y no en las papilas gustativas, es decir, en la lengua se encuentran los receptores de los sabores de los alimentos, pero es en el cerebro donde esas señales adquieren sentido. 

A esta afirmación, se llega a través de un experimentos en ratones, con solo modificar un grupo de neuronas del cerebro. Sólo hay un grupo de células capaces de localizar los gustos, y utilizaron la optogenética para activar y desactivar esas neuronas con un láser.

La conclusión que sacaron fue que al omitir la neurona del sabor amargo por ejemplo, no detectaba ese sabor pero si el dulce, y al contrario.

Por lo tanto, se puede decir que el sentido del gusto esta todo en el cerebro cableado, y no tiene nada que ver el aprendizaje.

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Microdispositivos LEDs que permiten controlar las neuronas de los animales

Una de las ciencias con mayor impulso en el futuro es la Optogenética. Consiste en activar o desactivar los genes a través de destellos de luz, que mediante estos impulsos de luz, se pueden controlar las neuronas modificadas genéticamente para estudiar la anatomía del cerebro o estudiar las alteraciones en enfermedades humanas, es decir, para investigar la memoria y mejorar las terapias contra enfermedades.

Mediante el trabajo del equipo de John Rogers, se pudo ver que se podía reemplazar el uso de cables de fibra óptica en ratones por microdispositivos led, cosa que habían estado investigando Robert Gereau y sus amigos.

El uso de cables de fibra óptica en los ratones es capaz de dañar los tejidos del animal, por estar sujetos al cerebro o a otro hueso. En cambio, los microdispositivos led están introducidos en el cerebro y se pueden controlar sin cables, por lo que no dañarían ningún tejido.

Los dos grupos de científicos, se juntaron para trabajar en este descubrimiento, y realizaron experimentos, donde colocaron los dispositivos led en la médula espinal y así poder simular la sensación de dolor en el ratón.

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¿No sentir dolor?

Hace una década fue desarrollada la optogenética. Esta tecnología modifica el funcionamiento del ADN de las neuronas para controlar su comportamiento con la luz.

Actualmente, se ha anunciado un nuevo invento que podría desarrollar la optogenética. Este invento es un led flexible y biocompatible que puede ser controlado a distancia y así no hace falta que esté unido a ningún hueso. Al recibir energía mediante unas señales, el led puede permanecer dentro de nuestro cuerpo sin riesgo alguno.

Robert Gereau y su equipo del centro del dolor de la universidad de Washington, que estaban haciendo estudios sobre la optogenética, se interesaron por una demostración hecha en la Universidad de Illinois por John Rogers y su equipo de científicos. Esta demostración decía que se podía modificar la actividad cerebral de los roedores mediante unos led insertados en su cerebro y sin el uso de cables.

Estos dos equipos se han unido y están han confirmado que un dispositivo de diminutas dimensiones se puede utilizar para estudiar las neuronas relacionadas con el dolor. Los científicos hicieron varios experimentos y modificaron la sensación de dolor de algunos animales. Este equipo de investigación ha llegado a la conclusión de poder localizar fácilmente estas neuronas del dolor, estudiarlas y modificarlas. El próximo paso será neutralizarlas y así llegaríamos al punto de no sentir dolor.

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El placer y el dolor en el cerebro

El celebro esta compuesto pues una gran cantidad de conexiones neuronales, así pues hay enfermedades/trastornos como la ansiedad, la depresión o la adicción a las drogas que podrían estar originadas en la conexión entre lo doloroso y lo positivo.Tal es el punto de relación que pueden llegar a anularse. Esto nos lleva a que su desequilibrio es el que provocaría este tipo de trastornos.
Un equipo de neurólogos del MIT analizaron en directo el cerebro de ratones que experimentaban placer o dolor a través de la avanzada técnica de neuroimagen llamada optogenética. 

Los resultados obtenidos han demostrado que los circuitos que controlan el placer y el dolor están conectados y son capaces de anularse. Esto significa que tras una experiencia negativa se debilita también la otra capacidad y por tanto a nuestro cerebro le cuesta más procesar sensaciones positivas tras una negativa y al contrario.

En conclusión, esto demuestra que hay una conexion entre la amigdala basolateral (asociada al dolor/medio) y el núcleo accumbens (asociado al placer/recompensa), la cual se comporta como un péndulo. Además el estrés crónico y la ansiedad grave pueden conducir a la depresión, debido a que los circuitos del dolor o el miedo están hiperactivos. 

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La optogenética inhibidora de la búsqueda de cocaína

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Para las personas que están tratando de rehabilitarse de la adicción a la cocaína es muy 

difícil superar la necesidad de salir en busca de su droga. Esta necesidad se debe a la reducción de la actividad de la corteza prelímbica, que se encuentra en el córtex prefrontal, a causa del consumo de la droga de manera continuada.

En el trabajo realizado se ha expuesto que al volver a encender estas neuronas, que al apagarse habían producido la reducción de la actividad, se puede prevenir el comportamiento compulsivo propio de la adicción y que lleva a los cocainómanos a buscar droga. Para volver a activar las neuronas utilizaron la técnica optogenética, que utiliza luz para modificar genéticamente las neuronas.

Este experimento, realizado en ratas, es el primero en establecer una relación causa-efecto entre déficits en la corteza prefrontal y la adicción a la cocaína. Al aplicar la técnica optogenética los animales dejaron de buscar cocaína de manera compulsiva. 

Esta nueva técnica, junto con otras ya existentes, podría ayudar a muchos adictos a superar su adicción a las drogas. No es técnica invasiva y no tiene efectos secundarios y puede llegar a facilitar mucho el proceso de superación.

Optogenética para estudiar el cerebro

He leído una noticia muy interesante en la revista "Investigación y ciencia" de enero de 2011 publicada por el psiquiatra Karl Deisseroth.
En el artículo, el psiquiatra pone de manifiesto la dificultad en el campo de la neurología debido al complejo funcionamiento del cerebro, que a su vez dificulta el estudio de las causas de las enfermedades psiquiátricas, y por tanto el encuentro de tratamientos adecuados, que muchas veces son hallados por casualidad.

Para comenzar, la optogenética es una nueva rama de la ciencia que se vale de la luz y de proteínas fotosensibles genéticamente modificadas para controlar la actividad celular, especialmente de las neuronas, por lo que esta nueva tecnología se relaciona estrechamente con la neurología. Consiste en insertar a las membranas de las neuronas genes de unas proteínas bacterianas que reaccionan ante la luz, denominadas opsinas, de forma que incidiendo con una determinada luz, las neuronas marcadas se excitan y se puede estudiar su comportamiento y actividad en un momento concreto y en un tipo de neuronas determinado. Por ejemplo, la bacteriorrodopsina se activa mediante luz verde. Pero hay más opsinas, como la canalorrodopsina y la harrolodopsina. Cada una reacciona ante un tipo de luz diferente, lo que también permite estudiar a la vez la actividad de diferentes tipos de células, cada una marcada con una proteína diferente. 

Opsina

Se creía que la inserción de los genes en la membrana sería complicada y que las células receptoras de los mamíferos no serán capaces de sintetizar las proteínas porque se requería un cofactor llamado todo-trans retinal para absorber fotones, pero los estudios llevados a cabo por el psiquiatra demostraron que en las células de mamíferos sí que había altas concentraciones de este cofactor, con lo que únicamente tenían que asociar el gen a un promotor (encargado de que se uniese solo a un tipo concreto de células) y un virus benigno lo transportaría al lugar deseado, consiguiendo así controlar el bombeamiento de iones y la transmisión de impulsos nerviosos.

Hasta el desarrollo de la optogenética ya se habían utilizado las descargas de electrodos para excitar a las neuronas, y es usado como tratamiento para muchas enfermedades, pero no proporciona información sobre el lugar o la causa concreta del problema, ya que actúa y estimula todas las células. Es aquí donde radica la importancia de la optogenética, que está teniendo muy buenos resultados en los experimentos con ratas y se espera ayude a curar o al menos mejorar la calidad de vida de personas que padecen serias enfermedades neurológicas hasta ahora sin solución ni un tratamiento claro como el Parkinson, la narcolepsia o la esquizofrenia.