El cerebro humano sigue siendo en gran medida una caja negra: la forma en que la red de señales eléctricas de rápido movimiento se convierte en pensamiento, movimiento y enfermedad sigue siendo poco conocida. Pero es eléctrica, por lo que puede ser pirateada; la pregunta es encontrar una respuesta precisa,forma fácil de manipular la señalización eléctrica entre neuronas.
Un nuevo estudio de la Universidad de Chicago muestra cómo los cables pequeños, alimentados por luz, podrían fabricarse con silicio para proporcionar estas señales eléctricas. Publicado el 19 de febrero Nanotecnología de la naturaleza, el estudio ofrece una nueva vía para arrojar luz, y quizás algún día tratar, los trastornos cerebrales.
Hace diez años, el mundo de la ciencia estaba vivo con especulaciones sobre una técnica recientemente descubierta llamada optogenética, que manipularía la actividad neuronal con luz. El problema es que tiene que hacerse con genética: insertar un gen en una célula objetivo quehacer que responda a la luz. Desde entonces se han sugerido otras formas de modular las neuronas, pero una alternativa perfecta sigue siendo difícil de alcanzar.
Un equipo dirigido por el Profesor Asistente Bozhi Tian construyó cables minúsculos previamente diseñados para células solares. Estos nanocables son tan pequeños que cientos de ellos podrían sentarse uno al lado del otro en el borde de una hoja de papel, colocándolos en el mismoescalar como las partes de las células con las que intentan comunicarse.
Estos nanocables combinan dos tipos de silicio para crear una pequeña corriente eléctrica cuando son golpeados por la luz. El oro, difundido por un proceso especial en la superficie del cable, actúa como un catalizador para promover reacciones electroquímicas.
"Cuando el cable está en su lugar e iluminado, la diferencia de voltaje entre el interior y el exterior de la célula se reduce ligeramente. Esto reduce la barrera para que la neurona dispare una señal eléctrica a sus células vecinas", dijo Tian.
El equipo probó el enfoque con neuronas de rata cultivadas en un laboratorio y vio que de hecho podían activar neuronas para disparar estas señales eléctricas.
"Lo bueno de esto es que tanto el oro como el silicio son materiales biológicamente compatibles", dijo la estudiante graduada Ramya Parameswaran, la primera autora del estudio. "Además, después de que se inyecten en el cuerpo, estructuras de este tamañodegradarse naturalmente en un par de meses "
"Es un enfoque fundamental pero muy prometedor", dijo Tian. A continuación planean probar el sistema en animales, lo que podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo funcionan estas señales eléctricas en el cerebro, así como sugerir formas de abordar problemas como el Parkinson.enfermedad o trastornos psiquiátricos.
Los otros coautores fueron Francisco Bezanilla, el profesor de bioquímica y biología molecular Lillian Eichelberger Cannon; Erin Adams, el profesor Joseph Regenstein de bioquímica y biología molecular; los estudiantes graduados John Zimmerman ahora en Harvard, Kelliann Koehler, Yuanwen Jiangy Andrew Phillips; los investigadores posdoctorales Jaeseok Yi y João Carvalho-de-Souza; y el estudiante universitario Michael Burke.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Original escrito por Louise Lerner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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