Los investigadores han desarrollado un método innovador llamado “zap-and-freeze” que permite a los científicos observar la actividad de las células cerebrales con un detalle sin precedentes. Esta técnica implica estimular rápidamente las neuronas con electricidad y luego congelarlas instantáneamente en milisegundos, preservando su estado para un estudio detallado. El objetivo es desbloquear conocimientos sobre afecciones neurológicas como la enfermedad de Parkinson, donde la señalización alterada juega un papel crucial.
Cómo funciona ‘Zap-and-Freeze’
El proceso combina estimulación eléctrica con congelación criogénica ultrarrápida a alta presión. Este método captura las células cerebrales en acción, revelando dinámicas que ocurren demasiado rápido para la observación convencional. La técnica fue probada en tejido cerebral humano y de ratón por un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Los resultados proporcionaron detalles de alta resolución sobre la función sináptica (las conexiones entre las neuronas que manejan la comunicación), así como el comportamiento de las vesículas, que transportan mensajes químicos entre las células. Estas interacciones son fundamentales para procesos cognitivos como el aprendizaje y la memoria.
Hallazgos clave: endocitosis ultrarrápida
Un descubrimiento fundamental fue la observación de la endocitosis ultrarrápida, un proceso de reciclaje en el que las vesículas usadas se eliminan y se crean otras nuevas en menos de 100 milisegundos. Este proceso es esencial para mantener una comunicación neuronal continua. Los investigadores también identificaron dynamin1xA como una proteína clave que impulsa esta endocitosis.
“Este enfoque tiene el potencial de revelar información dinámica y de alta resolución sobre el tráfico de membranas sinápticas en cortes de cerebro humano intactos”, explican los investigadores en su trabajo publicado.
El hecho de que estos hallazgos fueran consistentes entre el tejido humano y el de ratón respalda el uso de modelos animales en la investigación del cerebro, lo que brinda confianza a la hora de extrapolar los resultados.
Implicaciones para la enfermedad de Parkinson
Comprender cómo funcionan las sinapsis y las vesículas a este nivel granular podría ser crucial para desentrañar los mecanismos detrás de la enfermedad de Parkinson. Se cree que la muerte neuronal en el Parkinson está relacionada con la disfunción sináptica. Si bien la enfermedad es compleja, esta técnica podría ayudar a identificar exactamente qué es lo que falla a nivel molecular.
El equipo de investigación planea ampliar su trabajo analizando muestras de tejido de pacientes con Parkinson sometidos a cirugía cerebral, comparando la actividad de las vesículas entre cerebros sanos y afectados. Esto podría revelar diferencias específicas que impulsan la progresión de la enfermedad.
Por qué esto es importante
La enfermedad de Parkinson afecta a millones de personas en todo el mundo y se espera que su prevalencia aumente. Técnicas como “zap-and-freeze” ofrecen una herramienta vital para mapear la actividad cerebral en las escalas más pequeñas y en períodos de tiempo más cortos, lo que potencialmente conducirá a tratamientos más efectivos. Al visualizar la dinámica de la membrana sináptica en tejido vivo, los científicos pueden comprender mejor las formas genéticas y no genéticas de la afección.
El desarrollo de este método es un importante paso adelante en la neurociencia y promete nuevas vías para estudiar la función cerebral y tratar los trastornos neurológicos.
