¿Alguna vez has pensado cómo sería tener un “interruptor” para apagar trastornos mentales como la ansiedad social o el trastorno obsesivo compulsivo? Quizás no estemos tan lejos. Un equipo de científicos de la Universidad Duke acaba de dar un gran paso al crear sinapsis eléctricas artificiales en los cerebros de ratones, cambiando la forma en que sus neuronas se comunican.
Estas sinapsis editadas genéticamente evitaron conexiones químicas problemáticas y crearon nuevas vías de señalización que alteraron materialmente el comportamiento de los animales. Ratones genéticamente predispuestos a desarrollar comportamientos similares al trastorno obsesivo compulsivo (TOC) mostraron síntomas mínimos y aproximadamente dos tercios nunca desarrollaron lesiones faciales típicas. Un avance que podría representar el comienzo de una nueva era para la psiquiatría.
Más allá de los neurotransmisores: las autopistas eléctricas del cerebro
En los mamíferos, incluidos los humanos, el cerebro se comunica principalmente a través de sinapsis químicas utilizando neurotransmisores. Las sinapsis eléctricas, que son mucho más raras, se basan en proteínas llamadas conexinas. Y esto es lo que dice la brillante intuición de Kafui Dzirasa y su equipo.
“Queríamos descubrir si podíamos diseñar una forma de evitar las sinapsis químicas entre células insertando una sinapsis eléctrica”, explica. Dzirasa. No fue una hazaña fácil: Si bien se habían llevado a cabo trabajos similares en el nematodo C. elegans (un gusano con sólo 302 neuronas), Los ratones tienen aproximadamente 71 millones de neuronas, un nivel de complejidad enormemente superior.
Para construir estas nuevas “autopistas neuronales”, los investigadores primero tuvieron que identificar las conexinas correctas. La elección recayó en el conexiones 34.7 y 35, que se encuentra en un pez llamado perca blanca. Estas proteínas funcionan como los lados positivo y negativo de un circuito eléctrico, permitiendo que la corriente pase directamente entre las neuronas.
Sinapsis artificiales: mapeando el cerebro para intervenir con precisión
El siguiente desafío fue descubrir dónde colocar estas nuevas conexiones. Los científicos implantaron pequeños electrodos en los cerebros de ratones, creando un mapa eléctrico que mostraba el flujo de información entre diferentes áreas del cerebro.
Al observar cómo cambiaba este mapa cuando los ratones eran expuestos a situaciones que inducían ansiedad o agresión, el equipo pudo identificar los circuitos precisos que necesitaban modificarse. Luego se utilizó un virus inofensivo para transportar la información genética necesaria para producir conexinas a las células objetivo.
¿El resultado? Las sinapsis eléctricas completamente funcionales alteraron el flujo eléctrico en la corteza frontal, haciendo que los ratones fueran más exploratorios y sociables. Una aplicación potencialmente revolucionaria para afecciones como la ansiedad social.
Prevenir los trastornos mentales, no sólo curarlos
En un segundo experimento, aún más ambicioso, los investigadores quisieron comprobar si esta técnica podía prevenir la aparición de problemas psiquiátricos.
Hemos creado un enfoque para modificar la conexión entre las células, lo que permite un recableado específico del cerebro. Tiene el potencial de corregir muchos tipos diferentes de déficits de cableado inducidos genéticamente para prevenir la aparición de trastornos psiquiátricos.
Al apuntar a un circuito de largo alcance entre la corteza frontal y un área del cerebro llamada tálamo (importante cuando los ratones están estresados), la introducción de sinapsis eléctricas mejoró la comunicación entre estas regiones, evitando que los ratones se "congelaran" en respuesta al estrés.
Aún más impresionante fue el experimento con ratones genéticamente predispuestos a desarrollar síntomas parecidos al TOC. Por lo general, estos animales comienzan a acicalarse de forma obsesiva, lo que termina provocando lesiones faciales que se parecen a las de las personas con TOC que se lavan las manos compulsivamente. Los ratones equipados con sinapsis artificiales se acicalaban menos y aproximadamente dos tercios nunca desarrollaron lesiones.
Sinapsis artificiales, el futuro: ¿edición del cerebro humano?
Aunque el trabajo se realizó en ratones, Dzirasa También seleccionó las conexinas 34.7 y 35 porque se espera que funcionen de manera similar en los humanos. Los atlas existentes de perfiles de expresión genética humana podrían identificar qué células son las más adecuadas para atacar.
“Estos patrones de expresión genética son como un marcador GPS”, explica el investigador, que muestra qué células están haciendo qué. Los virus que llevan el material genómico necesario podrían inyectarse en el torrente sanguíneo y luego atravesar la barrera hematoencefálica, que también podría abrirse utilizando ultrasonidos focalizados.
Pero la edición cerebral en personas aún está muy lejos y plantea cuestiones éticas. como nota Ithai Rabinowitch de la Universidad Hebrea de Jerusalén, todavía no sabemos si el cerebro respondería creando nuevas conexiones neuronales que podrían deshacer los efectos de las sinapsis diseñadas. o incluso crear otros caminos potencialmente negativos.
A pesar de estas incógnitas, la investigación abre una vía apasionante: por primera vez, podemos imaginar terapias que no sólo compensen los desequilibrios químicos, sino que literalmente reconstruyan las conexiones del cerebro. Ya no sólo medicamentos, sino verdaderas intervenciones de “ingeniería neurológica” personalizadas.
¿Estamos en los albores de una nueva era para la psiquiatría? Es demasiado pronto para decirlo, pero las sinapsis artificiales representan sin duda una de las fronteras más prometedoras en la lucha contra los trastornos mentales.
Encuentre la investigación oficial aquí: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.03.25.645291v1
