Es posible que nunca hayas visto un pez cebra en persona. Pero eche un vistazo al pez cebra en el breve video de arriba y verá algo previamente desconocido para la ciencia: una representación visual de un pensamiento que se mueve a través del cerebro de una criatura viviente.
Un grupo de científicos del Instituto Nacional de Genética de Japón anunció el logro alucinante en un artículo publicado hoy en Current Biology . Al insertar un gen en una larva de pez cebra, a menudo utilizado en la investigación porque todo su cuerpo es transparente, y al usar una sonda que detecta la fluorescencia, pudieron capturar la reacción mental del pez a un paramecio que nada en tiempo real.
La clave de la tecnología es un gen especial conocido como GCaMP que reacciona a la presencia de iones de calcio aumentando la fluorescencia. Dado que la actividad neuronal en el cerebro implica aumentos rápidos en las concentraciones de iones de calcio, la inserción del gen hace que las áreas particulares en el cerebro de un pez cebra que se activan brillen intensamente. Mediante el uso de una sonda sensible a la fluorescencia, los científicos pudieron monitorear las ubicaciones del cerebro del pez que se activaron en cualquier momento, y así capturar el pensamiento del pez mientras "nadaba" alrededor del cerebro.
Los embriones y las larvas de pez cebra a menudo se usan en la investigación porque son en gran medida translúcidos. Imagen vía Wikimedia Commons / Adam Amsterdam
El pensamiento particular capturado en el video anterior ocurrió después de que un paramecio (un organismo unicelular que el pez considera una fuente de alimento) fue liberado en el medio ambiente del pez. Los científicos saben que el pensamiento es la respuesta directa del pez al paramecio en movimiento porque, como parte inicial del experimento, identificaron las neuronas particulares en el cerebro del pez que responden al movimiento y la dirección.
Mapearon las neuronas individuales responsables de esta tarea al inducir a los peces a seguir visualmente un movimiento de puntos a través de una pantalla y rastrear qué neuronas se activaron. Más tarde, cuando hicieron lo mismo para los peces mientras observaban el paramecio de natación, las mismas áreas del cerebro se iluminaron, y la actividad se movió a través de estas áreas de la misma manera predicha por los mapas mentales como resultado del movimiento direccional del paramecio. . Por ejemplo, cuando el paramecio se movió de derecha a izquierda, la actividad neuronal se movió de izquierda a derecha, debido a la forma en que se invierte el mapa visual del cerebro en comparación con el campo de visión.
Esta no es la primera vez que GCaMP se inserta en un pez cebra con fines de imagen, pero es la primera vez que las imágenes se capturan como un video en tiempo real, en lugar de una imagen estática después del hecho. Los investigadores lograron esto desarrollando una versión mejorada de GCaMP que es más sensible a los cambios en la concentración de iones de calcio y emite mayores niveles de fluorescencia.
Obviamente, el logro es una maravilla en sí mismo, pero los científicos involucrados lo ven llevando a una gama de aplicaciones prácticas. Si, por ejemplo, los científicos tuvieran la capacidad de mapear rápidamente las partes del cerebro afectadas por un químico considerado como medicamento, se podrían desarrollar medicamentos psiquiátricos nuevos y efectivos con mayor facilidad.
También lo imaginan abriendo la puerta a una variedad de aplicaciones aún más sorprendentes, y quizás un poco preocupantes (¿quién, después de todo, realmente quiere que le lean la mente?), Aplicaciones de detección de pensamiento. "En el futuro, podemos interpretar el comportamiento de un animal, incluido el aprendizaje y la memoria, el miedo, la alegría o la ira, en función de la actividad de combinaciones particulares de neuronas", dijo Koichi Kawakami, uno de los coautores del artículo.
Es evidente que falta algo de tiempo, pero esta investigación muestra que el concepto de leer los pensamientos de un animal mediante el análisis de su actividad mental podría ir más allá de la ciencia ficción para entrar en el ámbito de las aplicaciones de la ciencia del mundo real.
