La neuronas individuales del gusano nemátodo Caenorhabditis elegans pueden ser controladas por pulsos de luz láser mientras se mueve libremente.
El gusano C. elegans es un famoso animal de experimentación del que conocemos su genoma. También sus 302 neuronas. No sólo eso, conocemos todas las 6418 sinapsis que posee, es decir, el detalle exacto de su conectividad así como los músculos que inervan. ¿Cómo se coordinan sus neuronas y cómo gobiernan el centenar de músculos que posee? ¿Cómo se relaciona con el exterior este gusano de 1mm? Un equipo de la Universidad de Harvard liderado por Andrew Leifer ha modificado genéticamente este animal mediante la técnica llamada optogenética.
El objetivo es estimular o inhibir individualmente cada una de sus neuronas mientras el gusano nada en libertad para lo que no se pueden usar los tradicionales electrodos implantados.
Las neuronas del gusano modificado expresan las proteínas channelrhodopsin-2 y halorhodopsin. Estas proteínas responden a la luz convirtiendo al gusano en un biorrobot. La neurona se excita si recibe un pulso de luz azul y se inhibe con un pulso de luz verde.
El entorno es aún más sofisticado ya que el gusano está en libertad, es muy pequeño y sus movimientos son muy rápidos. Los investigadores usan un software llamado CoLBeRT (Controlling Locomotion and Behavior in Real Time). Una cámara registra la posición del gusano a un ritmo de 50 cuadros por segundo y con una precisión de 30 micrones es capaz de estimar la posición de cada una de las 302 neuronas y estimularlas individualmente. Al estimular las neuronas frontales el animal retrocede y al hacerlo con las posteriores avanza. El equipo es capaz incluso de hacer que el gusano ponga huevos (ver vídeo, frame 8.828)
Hasta la fecha las simulaciones neuronales se han intentado con grandes animales (Blue Brain) quizá con la esperanza de llegar antes al hombre. Sin embargo puede resultar muy útil simular un animal entero aunque sea el más pequeño que conocemos. Leifer espera "ser capaz de fabricar un modelo computacional de un sistema nervioso entero". Aunque hay simulaciones parciales de C. Elegans, ninguna ha sido completa.
El gusano C. elegans es un famoso animal de experimentación del que conocemos su genoma. También sus 302 neuronas. No sólo eso, conocemos todas las 6418 sinapsis que posee, es decir, el detalle exacto de su conectividad así como los músculos que inervan. ¿Cómo se coordinan sus neuronas y cómo gobiernan el centenar de músculos que posee? ¿Cómo se relaciona con el exterior este gusano de 1mm? Un equipo de la Universidad de Harvard liderado por Andrew Leifer ha modificado genéticamente este animal mediante la técnica llamada optogenética.
El objetivo es estimular o inhibir individualmente cada una de sus neuronas mientras el gusano nada en libertad para lo que no se pueden usar los tradicionales electrodos implantados.
Las neuronas del gusano modificado expresan las proteínas channelrhodopsin-2 y halorhodopsin. Estas proteínas responden a la luz convirtiendo al gusano en un biorrobot. La neurona se excita si recibe un pulso de luz azul y se inhibe con un pulso de luz verde.
El entorno es aún más sofisticado ya que el gusano está en libertad, es muy pequeño y sus movimientos son muy rápidos. Los investigadores usan un software llamado CoLBeRT (Controlling Locomotion and Behavior in Real Time). Una cámara registra la posición del gusano a un ritmo de 50 cuadros por segundo y con una precisión de 30 micrones es capaz de estimar la posición de cada una de las 302 neuronas y estimularlas individualmente. Al estimular las neuronas frontales el animal retrocede y al hacerlo con las posteriores avanza. El equipo es capaz incluso de hacer que el gusano ponga huevos (ver vídeo, frame 8.828)
Hasta la fecha las simulaciones neuronales se han intentado con grandes animales (Blue Brain) quizá con la esperanza de llegar antes al hombre. Sin embargo puede resultar muy útil simular un animal entero aunque sea el más pequeño que conocemos. Leifer espera "ser capaz de fabricar un modelo computacional de un sistema nervioso entero". Aunque hay simulaciones parciales de C. Elegans, ninguna ha sido completa.
Está completamente determinada la conducta del gusano por su actividad neuronal. Los científicos lo conocen por su relativa simplicidad. ¿En qué momento evolutivo los sistemas nerviosos incorporaron un alma libre para dejar de depender de su actividad nerviosa? En ninguno. Si descartamos el dualismo, ¿dónde queda el libre albedrio?; en una pura ilusión. Eso tiene muchas repercusiones que a la sociedad y a la ciencia le va a costar admitir.
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