Enriquerubio.net El blog del Dr. Enrique Rubio

28 octubre 2019

LOS MINI CEREBROS CREADOS EN LABORATORIO

Filed under: ANATOMIA,General — Enrique Rubio @ 12:52


El cerebro humano presenta una estructura tridimensional que los organoides diseñados en el laboratorio pueden en parte reproducir
Entender la complejidad del cerebro es algo en lo que la ciencia trabaja de forma intensa. Comprender cómo funciona este órgano conduce a observar qué ocurre cuando falla.
El caso de Phineas Gage, se convirtió en un modelo fortuito que ha tenido múltiples utilidades . Una barra de hierro le atravesó el cráneo sin que aparentemente le ocurriera nada. Acabó por cambiar su personalidad y demostrara que el córtex prefrontal, tenían una enorme participación en la conducta
En la actualidad los organoides cerebrales, también conocidos como mini cerebros, son una nueva biotecnología con el potencial para cambiar nuestro entendimiento sobre el desarrollo y las enfermedades neurológicas
Muchos de estos experimentos se está llevando a cabo en la Estación Espacial Internacional (ISS por sus siglas en inglés), pero uno de los más interesantes es el que está realizando el equipo del biólogo Alysson Muotri, de la Universidad de California en San Diego, quien trabaja con un grupos de células nerviosas llamadas mini-cerebros que,en la ISS
Los organoides se cultivaron a partir de células madre en el laboratorio, antes de ser colocados en una caja y enviados al espacio, donde Muotri señala que probablemente «se están reproduciendo a un ritmo acelerado”, según declaraciones. Pero los últimos datos muestran que los organoides emiten ondas cerebrales, patrones complejos de actividad neuronal, similares a los de los bebés prematuros. Es un hallazgo extraño que podría obligar a los científicos a revisar las limitaciones de los mini-órganos cultivados en laboratorio y los problemas éticos que los rodean.
Muotri conectó los mini cerebros a robots para leer su actividad neuronal. Los hallazgos podrían ser una señal de que los científicos se están acercando a la capacidad de generar al menos una vida parcialmente consciente en el laboratorio, un desarrollo que durante mucho tiempo ha sido poco más que una fuente para relatos de ciencia ficción.
El cerebro humano es tan complejo que los científicos todavía están intentando comprender muchos aspectos de su funcionamiento. Ese es el atractivo de los mini cerebros: son conjuntos de neuronas comparativamente simples que simulan algunas características de los cerebros completos, pero que apenas rascan la superficie de sus capacidades. Pero el hallazgo de Muotri, publicado en Cell, sugiere que los mini cerebros podrían ser aún más complejos de lo que se creía anteriormente.
Si estas ondas cerebrales son una señal de que los organoides podrían ser conscientes, los neurocientíficos necesitarán lidiar con un importante dilema ético, ya que la experimentación continua podría significar crear y destruir una vida humana y consciente de sí misma.
En qué consisten los mini cerebros.
Se desarrollan a partir de células madre que acaban dando lugar a pequeñas bolas de 4 milímetros de tamaño
Suponen un diseño tridimensional del tejido neural, lo que los convierte en el modelo más realista del cerebro que tenemos hasta la fecha. compuestas por hasta 3 millones de células (neuronas y células gliales).
En 2013, el trabajo con mini cerebros, intereso mucho.“Sus células son capaces de organizarse solas en estructuras que recuerdan al cerebro De esta forma, imitan las dinámicas espaciotemporales de la neurogénesis (formación de neuronas) y el desarrollo de circuitos.
Durante su desarrollo las neuronas ‘migran’ para dar lugar a distintas capas y conexiones (Bob Jacobs, Colorado College)
Estos modelos polemizan por la incertidumbre que genera y, sobre todo, porque toca algo que nos define como humanos: la conciencia.
“Se piensa que el soporte físico que la genera son los patrones eléctricos y las conexiones entre neuronas. Por lo tanto, científicamente hablando, la conciencia puede estar en el cerebro. Si estamos creando estructuras similares a este órgano, nadie nos asegura que en un momento dado no pueda tener conciencia. No quiere decir que esto sea posible pero sí probable.

Estos organoides comenzaron a producir patrones eléctricos como los generados por un cerebro normal.
“Todo lo que se está investigando, al igual que ocurre con los avances en genómica, plantea problemas éticos. Pero un cerebro sin cuerpo no tiene sentidos. Para crear sensaciones necesitamos otros órganos externos que traduzcan la energía en señales que, a través del sistema nervioso periférico, entren en el sistema nervioso central y se interpreten.
Ahora sólo sabemos que un paso pequeño nos lleva a otro y así sucesivamente hasta alcanzar un resultado final que nada tiene que ver con el inicial. Pensar que los organoides vayan a culminar en el diseño de cerebros con sentimientos, y todo el contexto en que lleva consigo, es demasiado imaginar
Imaginar que los asoectos éticos se adelanten a lo somático, nos confunden, aunque se trate solo de un experimento.

Pero no vamos a frenar la ciencia por no saber lo que pueda ocurrir, o porque exista la posibilidad de que en un futuro se desarrolle conciencia en los mini cerebros.
Cada día la complejidad de los problemas éticos irá en aumento gracias a que la ciencia será mucho más potente. Según los científicos la solución viene por desarrollar unos marcos éticos que avancen de forma paralela, o incluso vayan un paso por delante, de la ciencia. Especialmente ahora que los modelos cerebrales están en sus primeras etapas de desarrollo.
Como afirma Santaló, nunca averiguaremos estas incertidumbres si no las investigamos.“Debemos actuar con cautela y, a cada paso dado, parar y reflexionar”, concluye.
A partir de aquí, infinidad de ideas se van a desarrollar
Un ejemplo es el que sigue:
Crean un mini cerebro capaz de generar movimiento muscular
Escrito por Álvaro Justo, 4 de abril de 2019 a las 17:30

Un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge ha conseguido replicar en miniatura un cerebro embrionario con el fin de estudiar su desarrollo.

ha desarrollado un mini cerebro capaz de generar movimiento muscular. Se trata de un organoide del tamaño de una lenteja, obtenido a partir de células madre humanas. Los resultados se han publicado en la revista Nature Neuroscience.

Representación del cerebro humano
Los organoides cerebrales se utilizan en el mundo científico para estudiar el crecimiento del cerebro, ya que, al estar constituidos por tejido neuronal generado a partir de células madre, forman estructuras similares a las de los cerebros embrionarios humanos. Para poder observar su desarrollo lo que se hace es sumergirlos en un líquido con alto contenido en nutrientes. El inconveniente que tienen es que, al carecer de vasos sanguíneos, no pueden acceder al oxígeno y los nutrientes necesarios para sobrevivir mucho tiempo.
El equipo de investigación de Cambridge ha dado con un método para solventar esta barrera. Consiste en crear una estructura de membrana porosa para que el organoide crezca en un entorno aire-líquido que permite un mejor acceso a los nutrientes y al oxígeno. Esto facilita un periodo de vida más largo de la estructura, lo que se traduce en estados de desarrollo neuronal más avanzados. Gracias a ello, los científicos han podido observar en el mini cerebro una conectividad neuronal similar a la existente en un embrión humano de entre 12 y 16 semanas.
Para comprobar la capacidad funcional del mini cerebro, los científicos colocaron junto a él un pedazo de médula espinal de un embrión de ratón con el músculo adyacente de la espalda. El resultado no decepcionó. Los axones de algunas neuronas específicas crecieron de forma espontánea para conectarse con la médula espinal, llegando a contraer el músculo con las señales eléctricas emitidas.

Un hallazgo esperanzador
El hallazgo puede ser muy útil para afrontar patologías relacionadas con el sistema nervioso. Así lo explica a The Guardian Madeline Lancaster, que ha dirigido el estudio en el Laboratorio de Biología Molecular de la Universidad de Cambridge: «Obviamente, no solo estamos tratando de crear algo para divertirnos. Queremos usar esto para modelar enfermedades y entender cómo se forman estas redes neuronales».
El análisis del nacimiento y el desarrollo de las redes de conectividad neuronal puede ayudar a comprender el funcionamiento de patologías como la epilepsia, la esquizofrenia, el autismo, la depresión o los distintos tipos de demencias. La ciencia nos muestra el camino para mejorar las condiciones de vida de las personas.

Bibliografía

LEYRE FLAMARIQUE, MADRID
28/10/2019 06:00Actualizado a28/10/2019 09:26

Alysson Muotri, de la Universidad de California en San Diego, quien trabaja con un grupos de células nerviosas llamadas mini-cerebros que,en la ISS

Bob Jacobs, Colorado College. Durante su desarrollo las neuronas ‘migran’ para dar lugar a distintas capas y conexiones)

1 comentario »

  1. Preocupante y espectacular línea de
    investigación.
    Los técnicos deben insistir y avanzar
    Ya vendrán luego los éticos y filósofos.
    Como pediatra, no es fácil olvidar
    la alusión o comparación
    del minicerebro artificial con el cerebro del
    prematuro extremo

    Comentario by Manuel Cruz — 28 octubre 2019 @ 19:01

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