PROTEÍNA
Científicos desarrollan una nueva forma de 'escuchar' el lenguaje oculto del cerebro
Un nuevo sensor molecular permite observar en tiempo real cómo las neuronas reciben información química. El hallazgo amplía la comprensión de cómo se transmite y se integra la información en el cerebro.
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Un equipo investigador de Estados Unidos ha diseñado una proteína capaz de registrar las señales químicas entrantes de las neuronas, y no solo las salientes, como ocurría hasta ahora. Se trata de mensajes extremadamente sutiles basados en la liberación del neurotransmisor glutamato, fundamental en la comunicación cerebral y hasta hoy muy difícil de detectar en tejido vivo.
La innovación, desarrollada por investigadores del Allen Institute y del Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute, ambos en Estados Unidos, permite por primera vez 'escuchar' estas señales de entrada con gran precisión. El trabajo se ha publicado en la revista Nature Methods y promete transformar la forma en que se mide y analiza la actividad neuronal.
Descifrar el código del cerebro
El sensor creado, denominado iGluSnFR4 (pronunciado glue sniffer), actúa como un indicador molecular de glutamato con una sensibilidad sin precedentes. Es capaz de detectar las señales químicas más débiles que reciben las neuronas, lo que abre la puerta a estudiar cómo procesan miles de estímulos simultáneos y cómo, a partir de ellos, generan una respuesta. Estos cálculos neuronales están en la base de procesos como la toma de decisiones, el pensamiento, la memoria o la emoción.
Hasta ahora, la neurociencia podía registrar con relativa facilidad las señales eléctricas que salen de las neuronas, pero las señales entrantes —rápidas y de baja intensidad— quedaban fuera de alcance. Las tecnologías disponibles eran demasiado lentas o poco sensibles para observar lo que ocurre a nivel de una sola sinapsis. Con iGluSnFR4, los investigadores pueden seguir la conversación completa entre neuronas y no solo fragmentos aislados.
"Es como leer un libro con todas las palabras desordenadas, sin entender el orden ni el significado", explica Kaspar Podgorski, doctor en neurociencia, autor principal del estudio e investigador sénior del Allen Institute. "s".
Implicaciones para la salud y la investigación
El hallazgo tiene importantes consecuencias biomédicas. Las alteraciones en la señalización del glutamato están relacionadas con enfermedades como el alzhéimer, la esquizofrenia, el autismo o la epilepsia. Poder medir con precisión cómo reciben información las neuronas ayudará a identificar los mecanismos que fallan en estos trastornos y a localizar sus causas profundas.
Además, el nuevo sensor ofrece una ventaja clave para el desarrollo de fármacos. Las compañías farmacéuticas podrán evaluar cómo los tratamientos experimentales afectan a la actividad sináptica real, lo que podría acelerar la búsqueda de terapias más eficaces y específicas.
El sensor permitirá profundizar en las alteraciones del glutamato implicadas en enfermedades como el alzhéimer, la esquizofrenia, el autismo o la epilepsia.
Antes de este avance, los científicos podían estudiar por separado la estructura de las conexiones neuronales y la actividad de algunas neuronas concretas, pero resultaba muy difícil combinar ambas informaciones. "No sabíamos bien qué neurona le estaba diciendo qué cosa a cuál", señala Podgorski. "Ahora podemos medir qué información llega a una neurona desde distintas fuentes, una pieza fundamental que faltaba en la investigación en neurociencia".
Un esfuerzo colaborativo
El desarrollo de iGluSnFR4 es fruto de una estrecha colaboración entre distintos centros de investigación. "El éxito de este sensor se debe al trabajo conjunto iniciado en el Janelia Research Campus entre el proyecto GENIE y el laboratorio de Kaspar, y ampliado después con los estudios in vivo del grupo de Dinámica Neural del Allen Institute", destaca Jeremy Hasseman, científico del HHMI. "Es un ejemplo claro de cómo la cooperación entre laboratorios e instituciones impulsa nuevos descubrimientos".
Con esta herramienta ya disponible para la comunidad científica a través de Addgene, el repositorio internacional sin ánimo de lucro que distribuye material genético para investigación, los investigadores disponen de un recurso clave para observar cómo las neuronas reciben y procesan información. Un paso decisivo que acerca a la ciencia a desvelar algunos de los mayores misterios del cerebro humano.
Referencia:
Kaspar Podgorski et al. "Glutamate indicators with increased sensitivity and tailored deactivation rates". Nature Methods (2025)
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