Transparencias del cerebro

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Vista del hipocampo de un ratón usando Clarity. Fuente: Nature

Karl Deisseroth y su equipo, ingenieros bioquímicos de la Universidad de Stanford, crearon Clarity, una técnica que consiste en hacer transparente el cerebro para poder examinarlo con mayor facilidad, sin modificar su estructura molecular ni su forma tridimensional. Esta técnica consiste en aplicar un hidrogel en dicho cerebro el cual hará que éste se vuelva transparente y así su estructura biológica podrá verse con gran nitidez.

Según Deisseroth, esta técnica es “una delicada obra de ingeniería bioquímica”. Consiste en sustituir los elementos opacos del cerebro, es decir, los lípidos cuya función es dar forma a gran parte de nuestro cerebro y protegerlo, por un hidrogel viscoso y permeable ya que así favorecerá la introducción de tintes para poder distinguir con facilidad las distintas partes de este órgano.

Al principio fue probado con ratones. El proceso consta de varios pasos. Primero inyectaron el hidrogel (acrilamida) en el cerebro del roedor cuando todavía estaba vivo pero anestesiado, una anestesia de la que nunca despertaría ya que la acrilamida es un compuesto terriblemente tóxico y es considerada cancerígena para los humanos. Una vez aplicada, los investigadores necesitan unir unas moléculas con otras para poder formar algo parecido a una malla que sostendrá posteriormente el cerebro. Para ello necesitan suministrar calor hasta llegar a la temperatura corporal. Se deja unos días para que pueda actuar adecuadamente y, después de ese tiempo, el cerebro ya podrá observarse con claridad.

Proceso de inyección del hidrogel. En primer lugar, durante los 3 primeros días, se implanta el hidrogel en la célula (Step 1). Pasados los 3 días, se observa cómo, al subir la temperatura, los lípidos (representados como círculos negros) comienzan a juntarse (Step 2). En el 4º día se hace una pequeña limpieza y a partir del 5º al 9º día se aplican corrientes eléctricas que harán desaparecer a los lípidos para ver ya correctamente el cerebro sin dañarlo (Step 3). Fuente: Nature

Hasta el momento, los científicos han conseguido llegar hasta el hipocampo de los ratones, un área del cerebro muy importante ya que es la encargada de procesos vitales como el aprendizaje, la memoria y las emociones. También han podido observar, gracias a esta técnica, conexiones neuronales y células individuales. Clarity ha sido usada además en cerebros (muertos) humanos de manera exitosa. A la larga se espera que este descubrimiento ayude a combatir enfermedades como la epilepsia o el alzheimer.

Entre el artículo divulgativo y el artículo original existen algunas diferencias. Para empezar lo primero que se puede observar es el título. En el artículo original, evidentemente, es más técnico al tratarse de un artículo de investigación. Otra diferencia es que, con tan solo mirar en el espacio de Abstract, se puede observar la información explicada anteriormente pero con bastantes más tecnicismos que en el artículo de divulgación ya que este último está hecho para informar a la gente ya sea expertos o inexpertos en el tema por lo tanto debe ser más cercano al lenguaje utilizado normalmente por todos.

También incluso se pueden añadir diferencias entre el artículo de divulgación y otro artículo divulgativo publicado en la revista Nature que se podría considerar más “oficial” que el de El País. Por un lado, en el de Nature menciona una manera de hacer transparente el cerebro que se hacía anteriormente que también consistía en la eliminación de lípidos pero esta técnica también eliminaba proteínas lo que dificultaba la identificación de algunas neuronas. Para resolver este problema, Deisseroth y su equipo usaron la acrilamida que, a cierta temperatura, es capaz de unir proteínas y ácidos nucleicos entre otras biomoléculas. Gracias al uso de la acrilamida, el hidrogel resultante era capaz de mostrar el 92% de las proteínas frente al 59% que mostraban los métodos anteriores.

OPINIÓN PERSONAL

Este estudio me resulta realmente interesante porque pienso que es una nueva oportunidad de estudiar el cerebro más a fondo y quién sabe si en un futuro podrá llegar incluso a curar enfermedades como el parkinson o el alzheimer. Y digo más a fondo porque hasta ahora solo se podía investigar el cerebro dividiéndolo en láminas muy finas y observándolas en el microscopio una a una. Con esta técnica había zonas prácticamente imposibles de estudiar ya que, al cortarlas, quedaban gravemente dañadas como pueden ser la corteza pre frontal y la amígdala, zonas fundamentales para comprender la espontaneidad y la sociabilidad de los humanos. Pero ahora, gracias a Clarity, ya se pueden investigar con facilidad.

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6 Responses to Transparencias del cerebro

  1. MOI BEN, pero non te deches conta de que non localizas o artigo orixinal. O que vinculas está na sección de “News” de Nature. Está ben consultalo, porque explica todo con moita rigurosidade, pero non é o orixinal.

    Fíxate que tes o vínculo directo no parágrafo que comeza “The technique, published online in Nature on 10 April (…). Verás que, ademais do Abstract, tes acceso a 17 pequenos vídeos que aportan algunha información técnica (cos que elaboraron o video de catro minutos que insertas ti). Se utilizas o truco de poñer en Google o título do artigo unido a filetype:pdf, accedes ao artigo orixinal. De aí saquei este esquema que explica ben como é o protocolo de Clarify.

    Trae tamén moita información técnica e detalles varios, incluíndo isto:
    CLARITY for mouse brain. Adult mice (4–12 weeks old) were anaesthetized with Beuthenasia-D and perfused transcardially with a mixture of 4% (wt) PFA, 4% (wt/vol) acrylamide”. Comezan o proceso co rato vivo!!! (pero anestesiado, claro). Que che parece? Afortunadamente, para preparación de mostras de cerebro humano indican que “Frontal lobe from post-mortem human brain tissue was sliced into 500-mm-thick blocks”.

    • María Vázquez Carregal di:

      Ya he cambiado el tema de la fuente original y he añadido la imagen que me sugieres. Además he agregado algunos detalles como la fuente de las imágenes con su enlace correspondiente, también lo que tu me dices de que inyectan el hidrogel en el cerebro del ratón cuando todavía está vivo y alguna que otra modificación en la redacción del artículo.

  2. Serxio Duro di:

    XENIAL!, nunca está de máis saber cousas novas sobre o cerebro. Sábese cando chegará esta técnica ata os humanos?
    Aínda así, atopei algúns erros que poderías correxir:

    >A segunda imaxe, onde se presenta un esquema do proceso de inxección de hidrogel, podes facer que se vexa máis clara clicando nela e dirixíndote a editar. Unha vez ahí vai a tamaño e cambiao de “medio” ou “miniatura” que é como o tes ti por iso se ve así, a “tamaño orixinal” ou mesmo “personalizado” e verás como che queda moito mellor.

    >Outra cousa que fas é por en categorías: Curso 2014-2015. Ó final do curso o profesor xa os arquiva todos os traballos nunha mesma carpeta, non fai falta que engadas ti esa categoría. Cambia iso, seguro que hai moitas outras que lle poden encaixar a este traballo!

    >O artigo orixinal telo dispoñibel en .pdf aquí:
    http://clarityresourcecenter.com/pdfs/nmeth_CLARITY.pdf
    Revísao e engade un novo parágrafo suprimindo o seguinte que menciono…

    >Non é necesario que indiques no teu post que o artigo orixinal usa palabras máis técnicas… xa o sabemos! Se te das conta nese parágrafo só falas diso: “es más técnico al tratarse de un artículo de investigación..” “tan solo mirar en el espacio de Abstract, ya se pueden ver bastantes más tecnicismos que en el artículo de divulgación” (…)

    Sen máis… un saúdo!

    • María Vázquez Carregal di:

      Desafortunadamente aún no se sabe cuando podrá llegar Clarity hasta los humanos para quedarse ya que todavía es demasiado reciente.
      Tenías razón con el tema de la imagen. Al principio la puse de esa manera porque la original era demasiado grande y estaba pensada para que si alguien estaba interesado en verla con más claridad pudiera hacer click y acceder a su tamaño original pero creo que así está mejor. Gracias.
      Por otro lado, creo que estás equivocado con el enlace del artículo en pdf ya que ya me encargué yo de buscarlo y si te fijas está en el enlace al que puedes llegar clicando la fuente de la segunda foto, esa que tu me mencionas.

      Un saludo!

  3. Alba Ferreiro di:

    ¡¡Un artículo muy fascinante!! Es increíble que hayan descubierto la manera de conseguir hacer que un cerebro sea transparente porque este nuevo método abre un mundo de posibilidades. Es impresionante que ahora los científicos puedan estudiar un cerebro sin tener que “cortarlo en rodajas”, de este modo van a obtener nuevos datos. Todo lo que está relacionado con el cerebro es algo muy interesante, ya que el cerebro es algo muy complejo del que cada vez vamos aprendiendo más cosas. Este es un paso para conseguir curar algunas enfermedades, como las que mencionas en el artículo. Pienso que esta investigación va a contribuir mucho en la ciencia, pero seguro que todavía pueden mejorarla, ya que cada vez tenemos una tecnología mucho mejor.
    Gracias por mostrarnos este curioso artículo.

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