Investigadores han diseñado una proteína que detecta señales sutiles de glutamato entre neuronas, revelando un aspecto previamente oculto de la comunicación cerebral. Esta herramienta permite observar en tiempo real cómo las células cerebrales procesan la información entrante, lo que podría avanzar los estudios sobre aprendizaje, memoria y trastornos neurológicos. Los hallazgos, publicados en Nature Methods, destacan un avance en neurociencia.
Las neuronas del cerebro se comunican mediante señales eléctricas y químicas, pero hasta ahora, los científicos solo podían observar los mensajes eléctricos salientes, dejando los intercambios químicos entrantes en gran medida invisibles. Un nuevo sensor de proteínas, iGluSnFR4 —pronunciado 'glue sniffer'—, cambia eso al capturar liberaciones débiles de glutamato en las sinapsis en tiempo real. El glutamato, el principal neurotransmisor excitatorio del cerebro, es crucial para procesos como el aprendizaje y la memoria, pero sus señales breves y débiles han sido difíciles de medir.
Diseñado por equipos del Allen Institute y el Janelia Research Campus de HHMI, iGluSnFR4 actúa como un indicador molecular lo suficientemente sensible para detectar incluso los eventos sinápticos más pequeños. Esto permite a los investigadores ver cómo las neuronas individuales integran miles de entradas antes de decidir disparar, arrojando luz sobre los complejos cálculos cerebrales que subyacen a los pensamientos y decisiones.
«Es como leer un libro con todas las palabras revueltas y no entender el orden de las palabras o cómo están dispuestas», explicó Kaspar Podgorski, autor principal y científico senior en el Allen Institute. «Lo que hemos inventado aquí es una forma de medir la información que llega a las neuronas de diferentes fuentes, y eso ha sido un elemento crítico que faltaba en la investigación en neurociencia».
La herramienta también tiene promesa para la investigación de enfermedades. Las alteraciones en la señalización del glutamato están implicadas en condiciones como la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia, el autismo y la epilepsia. Al monitorear con precisión estas señales, los científicos pueden entender mejor los mecanismos de las enfermedades y probar terapias potenciales.
La colaboración fue clave para el éxito del sensor. «El éxito de iGluSnFR4 proviene de nuestra estrecha colaboración iniciada en el Janelia Research Campus de HHMI entre el equipo del GENIE Project y el laboratorio de Kaspar», dijo Jeremy Hasseman, científico en Janelia. La proteína ahora está disponible para investigadores a través de Addgene, fomentando un uso más amplio en neurociencia.
Este avance cierra una brecha en la observación de conversaciones neuronales completas, pasando de vistas fragmentadas a conocimientos integrales sobre la función cerebral.
