Los investigadores han desarrollado una nueva herramienta de imagen bioluminiscente que permite que las neuronas brillen desde dentro, lo que facilita la observación en tiempo real de la actividad cerebral sin láseres externos. Esta innovación, llamada CaBLAM, supera las limitaciones de los métodos de fluorescencia tradicionales al proporcionar grabaciones más claras y de mayor duración en animales vivos. La herramienta promete una comprensión más profunda de la función neuronal y aplicaciones potenciales más allá del cerebro.
Hace aproximadamente una década, científicos de la Brown University comenzaron a explorar el concepto de iluminar el cerebro desde el interior mediante bioluminiscencia. Esta idea llevó a la creación del Bioluminescence Hub en 2017 en el Carney Institute for Brain Science, financiado por una subvención de la National Science Foundation. El hub reunió a expertos como Christopher Moore, director asociado del instituto; Diane Lipscombe, la directora; Ute Hochgeschwender de la Central Michigan University; y Nathan Shaner de la University of California San Diego.
El avance del equipo es el Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor, o CaBLAM, detallado en un estudio de Nature Methods de 2025. Shaner lideró el diseño de su molécula principal, que permite capturar actividad a alta velocidad en células individuales o subregiones sin luz externa. Se ha probado con éxito en ratones y peces cebra, soportando grabaciones de hasta cinco horas.
"Empezamos pensando: '¿Y si pudiéramos iluminar el cerebro desde dentro?'", explicó Moore, destacando el cambio de las técnicas de fluorescencia que requieren láseres y corren el riesgo de dañar las células por fotoblanqueo o fototoxicidad. En contraste, la bioluminiscencia genera luz internamente mediante una reacción enzimática, evitando el ruido de fondo por dispersión tisular y produciendo imágenes más nítidas.
"El tejido cerebral ya brilla débilmente por sí solo cuando es iluminado por luz externa, creando ruido de fondo", señaló Shaner. "El cerebro no produce naturalmente bioluminiscencia, por lo que cuando las neuronas modificadas brillan por sí solas, destacan sobre un fondo oscuro."
Este avance permite observar neuronas individuales disparando en animales vivos, crucial para estudiar comportamientos complejos y aprendizaje. Moore enfatizó su potencial: "Estas nuevas moléculas han proporcionado, por primera vez, la capacidad de ver células individuales activadas de forma independiente, casi como si usaras una cámara de cine muy especial y sensible."
El proyecto involucró a 34 científicos de instituciones como Brown, UCLA y NYU, respaldado por los National Institutes of Health, NSF y la Paul G. Allen Family Foundation. Más allá de la neurociencia, CaBLAM podría rastrear actividad en todo el cuerpo simultáneamente, expandiendo las posibilidades de investigación.
