Un destello de luz láser puede alterar el cerebro de las moscas de la fruta para que aprendan a temer un dolor que en realidad nunca sintieron
Gero Miesenböck, de la Universidad de Oxford y sus colegas, modificaron genéticamente a unas moscas de la fruta de modo que un puñado de sus células nerviosas se disparen al ser iluminadas con un láser.
Esto les permitió registrar el falso «recuerdo» de un dolor en el cerebro de estas moscas. «Estos recuerdos producen una modificación duradera en el comportamiento de las moscas», dice Miesenböck.
Se sabe que la liberación de dopamina por neuronas en el «cuerpo seta» (corpora pedunculata en latín y mushroom body en inglés) —que es iuna parte del cerebro de la mosca de la fruta— es fundamental para el aprendizaje. Pero no se sabía aún si la conducta puede resultar condicionada por la estimulación de estas neuronas directamente, sin tener ninguna experiencia de vuelo real.
Lecciones de dolor
Para investigar esto, Miesenböck y sus colegas comenzaron poniendo moscar de la fruta ordinarias en una pequeña cámara, mientras se bombeaban dos olores diferentes de cada lado, para crear dos corrientes separadas de olor.
Los investigadores aplicaron una descarga eléctrica cada vez que una mosca se desviaba de un flujo de olor particular, enseñando a las moscas a preferir el otro, lo que hizo que las moscas aprendieran a moverse con un 30 por ciento de menor frecuencia en la dirección del olor relacionado con la descarga.
Una vez que se demostró que las moscas habían aprendido a evitar el dolor, Miesenböck decidió ver si se podía crear un condicionamiento similar mediante la estimulación de las neuronas, sin llegar a herir a las moscas.
Ideas brillantes
Su equipo modificó genéticamente un segundo grupo de moscas de la fruta para que sus células cerebrales productoras de dopamina generaran una proteína de membrana llamada P2X 2. Cuando P2X 2 se une a una molécula llamada ATP, la neurona que la ha producido se activa, como si fuese tocada por una descarga eléctrica.
Posteriormente, el equipo modificó también esas neuronas P2X 2 para que fuesen sensibles a la luz, inyectanmdo a las moscas una forma de ATP que se sólo activa mediante un láser. Inyectando el ATP sensible a la luz en diferentes neuronas en diferentes moscas, pudieron producir moscas con diferentes combinaciones de neuronas sensibles a la luz.
Los investigadores entonces pusieron a estas moscas genéticamente modificadas en la cámara de olor. Esta vez, cuando las moscas se desviaban hacia un flujo de olor en particular, los investigadores las iluminaban con un haz de láser en lugar de dispararles una descarga eléctrica, como lo habían hecho con las moscas normales.
Muchas de las moscas no reaccionaron. Pero las moscas que tenían 12 neuronas en particular sensibilizadas a la luz optaron un 28 por ciento menos por avanzar en la dirección del olor relacionado con el láser, casi exactamente el mismo resultado que en las moscas no modificados que fueron expuestos a descargas eléctricas.
Miesenböck concluyó que la liberación de dopamina estimuladora en esas 12 neuronas tiene el mismo efecto que tuvo la la aplicación de descargas eléctricas a las moscas. En otras palabras, estas moscas temían ese olor, como si hubieran sido condicionados a que asociaran una descarga eléctrica con él. «Con sólo estimular esas neuronas se les da a las moscas el recuerdo de un acontecimiento desagradable que nunca ocurrió», dijo.
¿Las moscas son como los humanos?
Él dice que es probable que los recuerdos se formen en una forma similar en los seres humanos. «Me sorprendería si la manera en que los seres humanos aprenden de los errores resulta ser fundamentalmente diferente de la manera en que las moscas aprenden de los errores».
«Los científicos han identificado una discreta población de células nerviosas que, al parecer, son el origen de la ‘memoria'», añade Richard Baines, un neurocientífico en la Universidad de Manchester, Reino Unido. «Esto representa una demostración más de la potencia que tiene la utilización de organismos como la mosca de la fruta para comprender cómo funciona el cerebro humano».
Sin embargo, Wayne Sossin, que estudia las vías bioquímicas de formación de la memoria en el Instituto y Hospital Neurológico de Montreal —parte de la Universidad McGill, Canadá— señala que será difícil demostrar que la memoria humana trabaja de la misma manera. «No sería ético diseñar seres humanos transgénicos y decirles lo que tienen que recordar», dice.
También dice que, además de estimular neuronas productoras de dopamina, puede haber otras maneras de formar recuerdos. «Este es un experimento muy prolijo, pero se necesita más investigación en algunas áreas», dijo. «Ellos demostraron que es suficiente la activación de un pequeño subconjunto de neuronas para producir un aprendizaje, pero esto no demuestra que estas neuronas son realmente activadas durante el aprendizaje normal».
Él cree que el equipo de Miesenböck también debería haber observado los recuerdos a largo plazo, que se pueden formar pormedio de vías bioquímicas diferentes.
El siguiente paso es identificar las células ubicadas «corriente arriba» que controlan la actividad de estas 12 neuronas, dice Miesenböck. Él dice que esto va a «señalar con un dedo» los sitios donde se almacenan físicamente los recuerdos de las moscas.
Referencia de publicación: Neuron , vol 33, p 15 ; Cell , DOI 10.1016/j.cell.2009.08.034
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti
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