La llum al mar
La biologia s’assembla molt a Legos perquè, metafòricament, tot és molt similar a Legos. La veritat és que els nostres cossos, els nostres aparentment integradors, són en realitat innombrables petites parts i que les funcions de barrejar i combinar són carnoses, sagnants i no tan difícils. Per exemple, i per aconseguir aquest tren lògic, podeu fabricar neurones capaces de generar i respondre a la llum, establint així un sistema neurotransmissor completament nou que no interfereixi amb els sistemes existents, un cervell a la part superior del cervell.
Aquesta és la idea del cor (o cap o el que sigui) del nou camp de l’optogenètica. Com tantes altres eines biològiques, l’optogenètica es basa en la biologia d’un altre organisme que va ser “prestat”. En aquest cas, es tracta d’una proteïna anomenada canalotropsina-2 (ChR-2) i que sorgí de les algues verdes anomenades Chlamydomonas reinhardtii.. Resulta que hi ha molts canals ions sensibles a la llum com aquest. La idea és construir nous sistemes biològics basats en maó ChR-2 per maó.
Des que Karl Deisseroth va dissenyar neurones de mamífers que es conreaven al laboratori per expressar ChR-2 el 2005, molts investigadors han aconseguit modificar l’optogenètica, usant-la per esbrinar quines neurones fan allò. Per exemple, un tipus de neurona, anomenades neurones de parvalbumina neocortical, modula els ritmes de 40 cicles per segon al cervell ("oscil·lacions gamma"). S'ha sabut des de fa temps que les oscil·lacions gamma són anormals tant en pacients esquizofrènics com en autistes, de manera que actualment s'estan duent a terme noves estratègies per investigar i potencialment correctes. Aquesta és una estratègia especialment interessant. Fins i tot si la genètica subjacent de l’individu produeix un resultat anormal en aquestes cèl·lules, si els científics simplement poden anul·lar aquest resultat, llavors aquesta genètica no importaria.
Més recentment, els científics també han començat a experimentar amb la idea de crear xarxes optogenètiques mitjançant cèl·lules bioluminiscents. En particular, es centra en el tipus de bioluminescència descoberta per Osamu Shimomura el 1962, que és de la medusa Aequorea victoria i reacciona a la llum (Shimomura va obtenir un Nobel per a la seva investigació). Les cèl·lules que creuen la llum i les cèl·lules sensibles a la llum són: per reiterar la metàfora, com el doble costat d’un Lego.
Fomentant les interaccions entre aquests dos tipus cel·lulars, els científics podrien aconseguir nivells de precisió neuronal sense precedents. També podran aconseguir que les cèl·lules optogenètiques responguin a la llum sense enganxar una llanterna al cap del ratolí, que és genial, especialment per al ratolí.
Però, què passa amb les aplicacions? Una possibilitat és fer que les mateixes cèl·lules que responen a la llum ho generin. Així, doncs, quan tenen una funció biològica, diuen que produeixen leptina o grelina, i per tant regulen la gana: també s'il·luminarien i activaran el sistema. D'aquesta manera, els científics podrien marcar de nou la quantitat de grelina produïda perquè la gent tingués menys gana amb menys freqüència. O podrien modificar la quantitat d’insulina alliberada en resposta a les xifres de sucre en la sang. O podrien inundar la zona amb adrenalina quan els subjectes es cansen.
Alternativament, es podrien piratejar els sistemes existents. Per exemple, per les neurones inhibidores de l’amígdala optogenèticament per respondre a la llum i activar les neurones en l’amígdala per produir investigadors lleugers, podrien recarregar les neurones inhibidores de la gent per aclaparar el seu sentit d’estrès o ansietat. No més ansietat. (Això pot portar a un salt de desocupació a mesura que la gent es vagi a buscar la seva alegria).
Podríem quedar-nos encara més genials: potser podríem dissenyar un sistema en el qual cada neurona de la xarxa expressi el seu propi color i les cèl·lules optogenètiques necessiten activació de tots els canals perquè el seu efecte es realitzi. Per tant, en lloc d’esclatar una sola neurona, s’ha d’activar tota una memòria perquè el sistema funcioni. Potser els efectes negatius d’algunes memòries es podrien atenuar. O bé es podria fer tot per respondre a un medicament per tal que l’usuari pugui activar-lo o desactivar-lo.
En qualsevol cas, encara hi ha importants obstacles científics i normatius abans que aquest reenviament de ciència ficció comenci de debò. Per posar les coses en perspectiva, la FDA encara no ha aprovat cap procediment de teràpia gènica i només s'ha aprovat un procediment a Europa. Aquest material està molt lluny.
Però està arribant.
I els investigadors no han perdut la possibilitat que les cèl·lules optogenètiques també puguin treballar amb maquinari: no només podem piratejar els nostres sistemes utilitzant aquestes tecnologies emergents, sinó que ens connectem a un sistema més gran. La biologia és com Legos, però és menys com Legos del que podria ser. Esperi que això canviï.
Robots que s’han après per comunicar-se mitjançant el tacte mitjançant l’ús de la pell sintètica que mostra la forma
Els robots es limiten a les pantalles i a les veus artificials que fan que la comunicació amb ells no siga natural. Però un equip de robòtics a la Universitat de Cornell ho ha canviat. La seva pell sintètica, blanca i pàl·lida, inflora en petits globus quan les seves espigues arrogades i arrodonides pulsen amb força.
La pubertat: "en commutador" genètic llança llum sobre per què els adolescents es tornen de sobte entusiastes
Un equip de científics de la Universitat de Columbia ha indicat que hi ha un interruptor genètic específic que pot afectar quan la pubertat arriba al cervell. En un article publicat a eLife, suggereixen que això pot afectar el desenvolupament del cervell i influir en el comportament.
La transferència d’habilitats a l’estil de la matriu és possible amb l’estimulació cerebral elèctrica
Què passa si convertir-se en pilot era tan senzill com posar-se una tapa? Aquesta és la pregunta que es va fer al començament d'un vídeo d'HRL Laboratories, una empresa que intenta desenvolupar la càrrega cerebral a l'estil de Matrix mitjançant tècniques elèctriques d'estimulació cerebral. En el seu últim estudi, els investigadors van utilitzar amb èxit una tècnica anomenada ...