NeoFronteras

En un cultivo de neuronas se introducen electrodos con los que se puede seguir su actividad. Foto: Physical Review E.

En lo que supone un paso más hacia la creación de un chip vivo, científicos israelíes de la universidad de Tel Aviv consiguen almacenar datos de forma persistente en un cultivo de neuronas.
Eshel Ben-Jacob de la universidad de Tel Aviv y sus colaboradores han demostrado que a neuronas en cultivo fuera del cerebro se les puede introducir recuerdos rudimentarios que persisten sin interferencias durante varios días. Para lograr esto los investigadores bloquearon químicamente las neuronas inhibidoras y así simular un patrón de memoria. Los resultados se publicaron en mayo pasado en Physical Review E.
La idea es crear chips de memoria neurológicos que puedan conectarse con ordenadores convencionales para así crear máquinas cyborg capaces de realizar tareas como la detección de toxinas en el aire, permitir a los ciegos a ver o ayudar a aquellas personas con parálisis a recuperar parte del uso original de sus músculos.
En el cerebro hay neuronas que amplifican la actividad cerebral y que representan un 80% del mismo, pero también hay neuronas inhibidoras que reducen dicha actividad (representan un 20%). Estimulando las primeras con productos químicos o impulsos eléctricos se les hace encenderse y mandar una señal nerviosa a las neuronas vecinas.
En estudios previos en cultivos neuronales se intentó mediante la estimulación de la sinapsis sobre las neuronas excitables desarrollar algún tipo de memoria. Según Ben-Jacob, y líder de este proyecto, esos intentos fallaron porque daban lugar a una distribución azarosa de actividad que no remeda lo que ocurre cuando se adquiere información útil.
En este caso Ben-Jacob y sus colaboradores se han centrado en las neuronas inhibidoras para así imponer un orden en la actividad neuronal del cultivo. Las neuronas fueron cultivadas sobre un substrato de polímero al que se le añadieron electrodos. Las células procedían del córtex cerebral, capa superior del cerebro que juega un papel en la formación de los recuerdos.
Añadieron además al sistema un producto químico para bloquear sinapsis específicas de neurona inhibidoras. La meta era restringir la actividad de este tipo de células que en esencia frenaban a las demás neuronas a hacer lo que deseaban hacer. El químico era picrotoxina, un antagonista de la ácido gamma-aminobutírico (GABA) el principal neurotransmisor inhibidor.
La supresión de la inhibición creó un patrón de actividad. Según las neuronas del cultivo se encendían activaban a sus vecinas y así sucesivamente. Las neuronas mantuvieron el mismo patrón durante todo el día. Esta nueva secuencia de actividad coexistió con las actividades previas existentes en el cultivo que se generaron espontáneamente cuando las neuronas se unieron inicialmente.
Un día más tarde introdujeron un nuevo patrón de actividad que coexistió con todos los anteriores. Esta conservación de los patrones previamente existentes sorprendió gratamente a los investigadores.
Algunos creen que precisamente los patrones complejos de actividad cerebral son los que forman la memoria en el cerebro y que son usados por él para almacenar información.
En todo caso este resultado sólo representa uno de los primeros pasos antes de la consecución de un resultado aplicable, aunque es muy interesante.

Referencias:
Artículo en pdf.
Web de Eshel Ben-Jacob.
Autoorganización de neuronas en biochip.