Tendencias21

Despiertan y duermen a ratas manipulando el tálamo central de su cerebro

Un estudio realizado en EE.UU. ha demostrado que se puede alterar la actividad cerebral de las ratas cambiando la tasa de disparo de las neuronas del tálamo central, una zona que regula la excitación. De ese modo, se las puede o bien despertar o bien poner en estado inconsciente. Podría usarse, aunque aún es pronto para decirlo, para tratar lesiones cerebrales traumáticas y otros problemas neurológicos.

Despiertan y duermen a ratas manipulando el tálamo central de su cerebro

Científicos de EE.UU. han demostrado que podían alterar la actividad cerebral de las ratas y, o bien despertarlas o ponerlas en un estado inconsciente cambiando las tasas de disparo de las neuronas del tálamo central, una región conocida por regular la excitación. El estudio, publicado en eLIFE, fue parcialmente financiado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) estadounidenses.

«Nuestros resultados sugieren que el tálamo central funciona como un dial de radio que sintoniza el cerebro a diferentes estados de actividad y excitación», dice Jin Hyung Lee, profesor asistente de neurología, neurocirugía y bioingeniería en la Universidad de Stanford (California), y autor del estudio.

Situado en lo más profundo del cerebro, el tálamo actúa como una estación de retransmisión que envía señales neuronales desde el cuerpo a la corteza. El daño a las neuronas en la parte central del tálamo puede conducir a problemas con el sueño, la atención y la memoria. Estudios previos sugieren que la estimulación de las neuronas del tálamo puede despertar de estados de conciencia mínima a pacientes que han sufrido una lesión cerebral traumática.

El equipo de Lee emitió pulsos láser a neuronas talámicas centrales sensibles a la luz de ratas durmientes, lo que provocó que las células se activaran. Una alta estimulación con una frecuencia de 40 o 100 pulsos por segundo despertó a las ratas. En contraste, la estimulación de baja frecuencia de 10 pulsos por segundo envió a las ratas a un estado que recuerda a las crisis de ausencia, que las hicieron ponerse rígidas y mirar fijamente antes de volver a dormir.

«Este estudio da un gran paso hacia la comprensión de los circuitos del cerebro que controlan el sueño y el despertar», explica Yejun (Janet) He, directora del programa en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los NIH, en la nota de prensa de éste, recogida por EurekAlert!

Resonancia magnética

Cuando los científicos utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional para examinar la actividad cerebral, vieron que la estimulación de alta y baja frecuencia puso a las ratas en estados de actividad completamente diferentes. Las áreas corticales del cerebro donde se produjo una elevada actividad durante la estimulación de alta frecuencia se inhibían con la estimulación de baja frecuencia. Los registros eléctricos confirmaron los resultados. Las neuronas de la corteza somatosensorial se dispararon más durante la estimulación de alta frecuencia del tálamo central y menos durante la estimulación de baja frecuencia.

«El trabajo innovador de Lee demuestra el poder de la utilización de tecnologías de imagen para estudiar el cerebro en funcionamiento», dice Guoying Liu, del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los NIH.

Aunque la estimulación cerebral profunda del tálamo se ha mostrado prometedora como tratamiento para las lesiones cerebrales traumáticas, los pacientes que tienen niveles de conciencia disminuidos muestran un progreso lento con estos tratamientos.

«Hemos mostrado cómo los circuitos del cerebro pueden regular los estados de excitación», dice Lee. «Esperamos poder utilizar este conocimiento para desarrollar mejores tratamientos para las lesiones cerebrales y otros trastornos neurológicos.»

Referencia bibliográfica:

Jia Liu, Hyun Joo Lee, Andrew J Weitz, Zhongnan Fang, Peter Lin, ManKin Choy, Robert Fisher, Vadim Pinskiy, Alexander Tolpygo, Partha Mitra, Nicholas Schiff, Jin Hyung Lee: Frequency-selective control of cortical and subcortical networks by central thalamus. eLife (2015). DOI: 10.7554/eLife.09215.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El núcleo de la Tierra podría estar a punto de estallar: habría volcanes a 5.000 kilómetros de profundidad 11 febrero, 2025
    Un estudio revela que el núcleo interno de la Tierra está cambiando de forma misteriosa y aún incierta: los científicos han desvelado que el núcleo interno giratorio no solamente modifica su velocidad de rotación, sino que también parece cambiar de forma, con variaciones que se manifiestan a través de las ondas acústicas que se propagan […]
    Redacción T21
  • Una exposición muestra el camino a la extinción de millones de seres vivos marinos conscientes 11 febrero, 2025
    Ecos del océano, una exposición que une ciencia, tecnología, arte y creatividad, muestra los ecos que surgen en la mente de una ballena cuando tropieza con la contaminación sonora generada por la actividad humana. Una experiencia inmersiva invita a preservar el equilibrio entre el ser humano, la naturaleza y el resto de especies que conviven en […]
    Alejandro Sacristán (enviado especial).
  • La IA ya supera a los humanos en el fraude digital 10 febrero, 2025
    Un nuevo estudio destaca la creciente sofisticación de los grandes modelos de lenguaje (LLM), la estructura detrás de los chatbots de IA más conocidos, para crear estrategias de fraude cibernético. Estos modelos pueden diseñar campañas de phishing hiperpersonalizadas y persuasivas, a una fracción del coste y el tiempo que requieren los métodos tradicionales desarrollados por […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Alerta: Creciente riesgo de que restos de cohetes afecten zonas de intenso tráfico aéreo 10 febrero, 2025
    Un nuevo estudio publicado en la revista Scientific Reports advierte sobre el aumento del peligro que representa la basura espacial para la aviación comercial. La investigación, realizada por científicos de la Universidad de Columbia Británica, en Canadá, concluye que existe una probabilidad anual del 26% de que los desechos de cohetes espaciales reingresen a la […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los cantos de las ballenas son similares al lenguaje humano: puedes comprobarlo aquí 10 febrero, 2025
    Los científicos han descubierto la misma estructura o conjunto de patrones rítmicos que son un sello distintivo del lenguaje humano en el canto de las ballenas jorobadas: los hallazgos muestran que incluso especies tan disímiles evolutivamente pueden compartir sistemas de comunicación que se transmiten culturalmente de generación en generación.
    Redacción T21
  • El Rapto del Mundo: la democracia naufraga en la era del ultraliberalismo, pero no ha sido conquistada 10 febrero, 2025
    Lo que está pasando con la democracia puede compararse con el mito del rapto de Europa: seducida con engaños, se ha adentrado en un proceso de erosión de las instituciones, polarización social y desregulación económica que la aleja de su inspiración humanista. ¿Estamos presenciando el nacimiento de un nuevo orden político global?
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • La IA puede ser más creativa que los seres humanos 9 febrero, 2025
    La IA puede superar a la mayoría de los humanos en tareas de pensamiento creativo, según un nuevo estudio: los chatbots de IA de modelo de lenguaje grande (LLM) pueden superar al humano promedio en una tarea de pensamiento creativo en la que el participante idea usos alternativos para objetos cotidianos, un ejemplo en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer conectoma del cerebro de un insecto revoluciona la neurociencia 8 febrero, 2025
    Los científicos han conseguido por primera vez establecer el diagrama de las conexiones sinápticas del cerebro de un insecto que tiene 100.000 neuronas, toda una proeza para comprender mejor al cerebro humano y potenciar la Inteligencia Artificial.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Producir energía limpia cultivada en hojas: ¿el camino hacia la sostenibilidad energética? 7 febrero, 2025
    Los científicos han desarrollado “nanoflores” de cobre que imitan la fotosíntesis, ofreciendo una nueva forma de convertir el dióxido de carbono en fuentes de combustible y productos químicos, transformando potencialmente las estrategias a través de las cuales generamos energía limpia.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los perros que son capaces de aprender permanecen jóvenes por más tiempo 7 febrero, 2025
    Los telómeros cumplen un papel crucial en la protección de los cromosomas: con el envejecimiento y la oxidación celular, se van acortando y promueven el deterioro de distintas funciones orgánicas. Un nuevo estudio ha demostrado que los perros domésticos (Canis lupus familiaris) que se mantienen entrenados y adquieren permanentemente nuevas capacidades preservan por más tiempo […]
    Pablo Javier Piacente / T21