Un renacimiento, manchado de inmunofluorescencia para visualizar su anatomía interna, que tenía un dispositivo de seguimiento cerebral implantado como un embrión
Hao Sheng et al. 2025, Jia Liu Lab/Harvard Seas
¿Cómo es nuestro cerebro¿que es capaz de generar pensamientos, acciones e incluso autorreflexión complejos, crece esencialmente en nada? Un experimento en los renacuajos, en el que se incorporó un implante electrónico en un precursor de sus cerebros en la etapa embrionaria más temprana, puede habernos cerrado más cerca de responder esta pregunta.
Los intentos pasados de mirar en procesos de desarrollo neurológico se han basado en herramientas como imágenes de resonancia magnética funcional o cables de electrodos duros atascados en el cerebro. Pero la resolución de imágenes fue demasiado baja para ser útil, mientras que los cables duros dañaron demasiado el cerebro para ofrecer algo más que una instantánea de un momento de desarrollo específico.
Ahora, Jia liu en la Universidad de Harvard y sus colegas han identificado un material, un tipo de perfluropolímero, cuya suavidad y conformabilidad coinciden con la de los cerebros. Lo usaron para construir una malla suave y estirable alrededor de los conductores ultrafinos que luego colocaron en la placa neural, una estructura plana y accesible que forma el tubo neural, el precursor del cerebro, de la rana garra africana (Xenopus laevis) embriones.
A medida que la placa neural se doblaba y se expandía, la malla similar a la cinta se subsumió en el cerebro en crecimiento, donde mantuvo su funcionalidad mientras se estiraba y se doblaba con el tejido. Cuando los investigadores querían medir las señales cerebrales, conectaron la malla a una computadora, lo que mostró la actividad neuronal.
El implante no parecía dañar el cerebro ni provocar una respuesta inmune, y los embriones se convirtieron en renacuajos como se esperaba. Al menos uno se convirtió en una rana normal, dice Liu.
“Integrar todos los materiales y hacer que todo funcione es bastante sorprendente”, dice Christopher Bettinger en la Universidad Carnegie Mellon en Pensilvania. “Esta es una gran herramienta que podría avanzar potencialmente en la neurociencia fundamental al permitir que los biólogos mediran la actividad neuronal durante el desarrollo”.
El equipo tiene dos conclusiones principales del experimento. Primero, los patrones de actividad neuronal cambiaron como se esperaba como el tejido se diferenciaba en estructuras especializadas responsables de diferentes funciones. Anteriormente no ha sido posible rastrear cómo una pieza de autoprogramas de tejido en una máquina computacional, dice Liu.
Un segundo misterio era cómo cambia la actividad cerebral de un animal que regenera después de la amputación. Una idea de larga data era que la actividad eléctrica regresa a un estado de desarrollo anterior, que el equipo confirmó al usar su implante en un experimento que involucra a Axolotls.
El equipo de Liu ahora está extendiendo la investigación para incluir roedores. A diferencia de anfibiossu desarrollo tiene lugar en un útero, por lo que la implantación de la malla requerirá fertilización in vitro y una forma más compleja de medir la transmisión de la señal que el cableado de la malla hasta una computadora. Sin embargo, Liu espera que las ideas que eventualmente se puedan obtener al observar las primeras etapas de las condiciones como el autismo y la esquizofrenia valga la pena el esfuerzo.
Los dispositivos similares podrían usarse potencialmente para monitorear la regeneración neuromuscular después de la reparación de lesiones y la rehabilitación, dice Bettinger. “En general, este es un impresionante Tour de Force que destaca la gran amplitud de aplicaciones para la electrónica ultra compatible”, dice.
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