La neurociencia es la ciencia que estudia cómo funciona el cerebro, desde su estructura hasta su función, como se desarrolla y como sufre degeneración. Abarca todo el sistema nervioso, con especial atención al cerebro. En ese sentido, los investigadores especializados en neurociencia, biofísica, fisiología y biología celular, Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel, recibieron el Premio Nobel de Fisiología por el descubrimiento y desarrollo de la optogenética, relacionada con las algas verdes Chlamydomonas.
Descubrimiento bajo el agua
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de este año se refiere a la técnica revolucionaria de la optogenética, la cual permite a los investigadores controlar las células nerviosas individuales mediante luz para encenderlas y apagarlas. Esta práctica se realiza por investigadores y laboratorios de todo el mundo, conociendo cómo las células nerviosas moldean los recuerdos, las emociones y el comportamiento del cerebro vivo.
Por su parte, el investigador Hegemann tuvo una interrogante acerca de cómo el alga verde Chlamydomonas puede detectar la luz y moverse al ritmo de ella. Demostrándose que las algas poseen un ocelo (órgano visual primitivo) que contiene una molécula captadora de luz, denominada retinal.
Así mismo, Hegemann descubrió señales eléctricas en el ocelo del alga, que ocurrían justo después de la iluminación. Señalo que una sola proteína podría detectar la luz y funcionar con un canal iónico.
Varios años de investigación
Peter Hegemann y Georg Nagel, tras varios años de investigación, demostraron que la hipótesis del descubrimiento de estas algas era la correcta. Descubrieron proteínas que se abren en las algas tras recibir la luz. Además, indicaron que la proteína canalrodopsina-2 podría usarse para generar impulsos eléctricos en células mediante la luz.
De igual forma, Karl Deisseroth, el tercer investigador y ganador del premio, durante su formación como psiquiatra se dio cuenta de que una comprensión más profunda de las neuronas del cerebro era importante para entender las enfermedades que encontraba en sus pacientes. Deisseroth tuvo la oportunidad de acceder al ADN que codifica la canalrodopsina-2, introduciéndolo en neuronas de rata. Cuando estas células fueron expuestas a la luz azul, respondieron de inmediato, transmitiendo señales nerviosas a otras neuronas.
Esta investigación fue un gran avance en la neurociencia y hoy en día, la optogenética continúa descifrando uno de los mayores misterios de la humanidad, como lo es el funcionamiento del cerebro.
Impacto en la salud
El impacto de la optogenética en la salud es verdaderamente asombroso, ya que ha transformado la forma en que la ciencia comprende, mapea y busca soluciones para algunas patologías complejas. Esta investigación permite analizar con precisión qué circuitos neuronales están alterados en enfermedades como el Parkinson, Alzheimer, epilepsia y la esquizofrenia, los cuales degeneran las neuronas productoras de dopamina.
Al poder apagar o encender grupos específicos de neuronas con luz, los científicos logran descubrir la causa raíz de los fallos en la comunicación cerebral en lugar de solo observar los síntomas mediante la revisión clínica. Asimismo, trastornos como la depresión, la ansiedad y las adicciones involucran una gran cantidad de neuronas. Donde la optogenética ofrece un mapa detallado de estas consecuencias con la finalidad de abordar y dar solución a través del diseño de fármacos y terapias psiquiátricas más eficientes.
Por otra parte, es un gran avance en cuanto a la restauración visual, siendo la retina uno de los campos con ensayos más avanzados en humanos. A través de gafas especiales que emiten luz adaptada, se busca que células supervivientes modificadas con proteína de algas respondan a estímulos visuales y devuelvan una capacidad positiva en las personas para visualizar su entorno, sobre todo en aquellos casos de ceguera.
En definitiva, el control optogenético representa una esperanza transformadora para la humanidad en el futuro; con su alta precisión y eficacia se pueden lograr tratamientos más certeros para enfermedades neurológicas complejas.
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