Los ‘códigos de barras’ rastrean el cableado cerebral defectuoso en el autismo y la esquizofrenia
Los neurocientíficos saben mucho sobre cómo funcionan las neuronas individuales, pero poco sobre cómo un gran número de ellas trabajan juntas para producir pensamientos, sentimientos y comportamientos. Necesitan el diagrama de cableado del cerebro, llamado conectoma, para identificar los circuitos que componen la función del órgano.
Ahora, los investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor y sus colegas han desarrollado una técnica innovadora de mapeo cerebral y la han utilizado para rastrear las conexiones de casi 600 neuronas en las principales áreas visuales del cerebro del ratón en solo tres semanas. La tecnología podría usarse algún día para ayudar a comprender los trastornos que se cree que involucran un cableado cerebral atípico, como el autismo o la esquizofrenia.
La tecnología funciona marcando células con «códigos de barras» genéticos. Los investigadores inyectaron el virus en el cerebro de los ratones, lo que dirigió a las células a producir secuencias aleatorias de ARN de 30 letras (compuestas por las «letras» de nucleótidos G, A, U y C). Las células también producen una proteína que se une a estos códigos de barras de ARN y los arrastra a lo largo de la línea de salida de cada neurona, o axón. Luego, los investigadores diseccionaron los cerebros de los ratones en regiones objetivo y secuenciaron las células en cada región, lo que les permitió determinar qué neuronas etiquetadas estaban conectadas a qué regiones.
El equipo encontró que las neuronas en la corteza visual primaria del ratón generalmente envían información a muchas otras áreas visuales. También descubrió que la mayoría de las células se dividían en seis grupos distintos según las regiones a las que se conectaban (y cuántas había en ellas). Este hallazgo sugiere que existen subtipos de neuronas que realizan diferentes funciones en la corteza visual primaria del ratón. «Debido a que tenemos tantas neuronas, podemos hacer estadísticas y comenzar a comprender los patrones que estamos viendo», dijo Justus Kebschull de Cold Spring Harbor, coautor principal del estudio, que se publicó en abril en naturaleza.
El enfoque de código de barras representa un gran avance en el mapeo de conectomas. Con solo 30 nucleótidos, los investigadores pueden generar más secuencias únicas que neuronas en el cerebro, dice el neurocientífico Botond Roska del Instituto de Oftalmología Clínica y Molecular en Basilea, Suiza, quien no participó en el trabajo: «A medida que maduran las técnicas de predicción, esto será una forma clave en la que analizaremos la conectividad cerebral».
