Unha das aplicacións máis espectaculares da luz ten que ver co estudo do funcionamento do cerebro. Hai uns meses, as famosas revistas Nature e Science incluíron na súa lista dos descubrimentos máis importantes da década a unha técnica coñecida como optoxenética, que permite acender e apagar en vivo xenes e neuronas concretas do cerebro simplemente apagando e acendendo unha luz. Soa incrible, pero funciona e xa se está aplicando.
A idea de utilizar a luz para controlar neuronas procede do mesmísimo Francis Crick, codescubridor xunto con James Watson da estrutura do ADN. Crick comezou a falar da súa idea nunha serie de conferencias que impartiu en 1999 na Universidade de California (San Diego). Outro dos pioneiros desta técnica é o científico español emigrado a Estados Unidos Rafael Yuste, que demostrou experimentalmente que a luz láser podía usarse para activar neuronas vivas. Yuste tamén foi un dos primeiros en propor construír un mapa da actividade cerebral. Outra característica importante desta técnica é que se basea na utilización de moléculas fotosensibles fabricadas por microorganismos, como a canalrodopsina-2, unha proteína que fabrican certas algas mariñas unicelulares e que provoca que naden achegándose ou afastándose da luz solar.
O interruptor de neuronas
A canalrodopsina-2 ten a forma dun tubo que atravesa a membrana celular. Cando a luz azul incide sobre ela, o tubo ábrese e permite que os ións de sodio do exterior entren na célula e disparen o impulso nervioso. Os científicos pronto descubriron que podía ser útil como ferramenta para controlar o comportamento das neuronas do cerebro, e que era moito máis rápida que as sustancias químicas e máis precisa que os estímulos eléctricos usados ata entón para estimular neuronas. Nunha serie de experimentos posteriores, illaron o xene da canalrodopsina-2 e introducírono nun virus. Logo, inxectaron o virus no cerebro de ratos para que infectase as neuronas e lles traspasase o xene. Así conseguiron que a proteína das algas se expresase na membrana das neuronas. Só quedaba iluminar as neuronas con luz azul a través dun cable de fibra óptica conectado ao cerebro do rato e... ¡voilà!, neuronas activadas a vontade con tan só acender unha luz. Utilizando outras proteínas da mesma familia, como a halorodopsina, que responde á luz amarela, tamén se poden apagar neuronas para comprobar como afecta isto ao funcionamento cerebral.
A evolución da optoxenética comezou nos anos setenta do pasado século e aínda non terminou. Nela participaron moitos científicos de diferentes países. É unha técnica que permitiu avanzar no estudo da orixe de enfermidades mentais como a narcolepsia, a esquizofrenia ou a enfermidade de Parkinson. Espérase que no futuro a técnica sirva para comprender como as redes neuronais controlan o comportamento e as accións complexas.