El Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) informó que sus investigadores del Departamento de Farmacobiología desarrollaron un microchip de cuatro milímetros cuadrados, cuya función es identificar con precisión y alta definición la comunicación eléctrica de las neuronas en el hipocampo, para comprender la forma en la que fluye la información entre circuitos cerebrales.

En el marco del Día Mundial del Cerebro, que se conmemoró el 22 de julio, Cinvestav dio a conocer algunas de sus líneas de investigación más robustas en neurociencias. El Centro ha sido pionero en México en diferentes campos del estudio del cerebro. Una de sus aportaciones más conocidas fue la creación y puesta en marcha del primer Banco de cerebros en este país, del cual se genera información para comprender enfermedades neurodegenerativas, entre otras líneas.

DISPOSITIVOS Y PROCESOS

El microchip diseñado por los investigadores de Cinvestav conjuga un esfuerzo de más de 30 años de investigación transdiciplinaria que pudiera aproximar al entendimiento de la comunicación celular en el cerebro y, de paso, colocar a México en la frontera del conocimiento de las neurociencias.

Lee también

Frenan destrucción de cartílago en rodilla con moléculas de cúrcuma bio-optimizada

antimio cruz

Esta matriz de alta densidad de microelectrodos identifica con precisión y alta definición los procesos de comunicación eléctrica de las neuronas en el hipocampo. El grupo de investigación, además de identificar el flujo de la información neuronal, ha podido realizar un registro eléctrico a muy alta resolución, tanto espacial como temporalmente, para analizar con detalle de micrómetros cómo se mueve la actividad neuronal en el hipocampo y, en milisegundos, definir la ruta que sigue esa comunicación. Un resultado que no se había podido lograr a nivel mundial.

A partir de esta técnica, se pretende saber cómo las células se agrupan para activarse al mismo tiempo y la forma en que mandan la información a otro grupo, lo cual podría servir en la identificación de los patrones de la actividad neuronal.

Lee también

Logran revertir algunos síntomas de la esquizofrenia en animales de laboratorio

antimio cruz

Otro proyecto, realizado en el mismo Departamento, analiza las causas por las que niños y jóvenes tienen mayor facilidad de aprendizaje, pero la gente madura es quien posee mejor capacidad analítica y de discernimiento.

Lo que llamó la atención fue la alteración de los procesos de aprendizaje y recuerdo que ocurren en una región del hipocampo, conocida como giro dentado y área CA3. Dentro de los estudios, se ha identificado que la comunicación neuronal en esta región del cerebro disminuye durante el envejecimiento, lo que repercute en la dificultad para generar nuevos recuerdos, aunque también han encontrado un reforzamiento en la comunicación entre neuronas de CA3.

Sin embargo, ambas funciones no operan de la misma forma durante toda la vida. Conforme se entra a la edad madura, las neuronas de CA3 pierden facultad de procesar nuevo conocimiento, pero aumentan la asociación de recuerdos o conocimiento adquirido con anterioridad.

Lee también

Crean software para detectar déficit de atención (TDAH) en niños

Redacción

Este grupo también se dio a la tarea de determinar cuál es el papel del lactato (sustancia producida y liberada por el cerebro cuando existe un trabajo físico que involucra movimiento muscular) en el sistema nervioso central, y más específicamente, cómo modula la comunicación neuronal en el hipocampo.

El trabajo científico demuestra que pequeños incrementos en la concentración de lactato extracelular facilitan la plasticidad neuronal y modulan la transmisión sináptica en el cerebro.

Entre otros avances relacionados con este órgano tan complejo, está el realizado por los investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica, quienes determinaron que un implante craneal hecho de cerámica pueda usarse como una ventana acústica, permitiendo el pase de 80 por ciento de ondas de ultrasonido.

El implante, desarrollado por un graduado del Cinvestav en la Universidad de California en Riverside, elaborado a base de circonio estabilizado con itria, tiene la característica de ser translúcido, pues el objetivo es que al implantarse en el cráneo permita pasar los rayos láser utilizados en la terapia contra enfermedades que afecten al encéfalo.

BANCO DE CEREBROS

Cinvestav cuenta con el Banco Nacional de Cerebros, espacio de investigaciones para contribuir y profundizar en el entendimiento de las funciones cerebrales. Este lugar tiene alrededor de 400 cerebros sanos o con alteraciones neurológicas, que se utilizan para realizar proyectos que plantean soluciones a enfermedades neurodegenerativas, como alzhéimer y párkinson, con la finalidad de redituar en el diagnóstico y tratamiento de estos padecimientos, para mejorar la expectativa y calidad de vida de la población susceptible.

Lee también

Documenta UNAM que Omega 5 nanoemulsificado puede atenuar síntomas motores del Parkinson

antimio cruz

Cinvestav ha tenido una tradición en el estudio de este órgano, y trabajos como el de Alfredo Meneses Hernández, fallecido en 2019, son ejemplos de estos aportes.

En el caso de Meneses Hernández, su legado en el estudio de la neurofarmacología es de los más representativos, al enfocarse a la activación de los receptores 5-HT7, relacionados con los efectos antiamnésicos y precognitivos en el cerebro, así como a aquellos afines a desórdenes de memoria y neurosiquiátricos.

DESDE 1961

El Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias del Cinvestav, es uno de los cuatro con los que el Centro inició actividades en abril de 1961. La planta académica fundadora estuvo conformada por Arturo Rosenblueth Stearns, quien fue el primer jefe del Departamento, Ramón Álvarez-Buylla y Juan García Ramos.

Cuando el departamento celebró su 60 aniversario, el Director General de Cinvestav, José Mustre de León señaló que en noviembre de 2020, un grupo de investigadores del Cinvestav, entre ellos Fanis Missirlis, participaron en un proyecto en torno al estudio del nuevo coronavirus como parte de la “Convocatoria para acceso a tiempo de luz Sincrotrón para combatir el covid-19”, emitida por el gobierno del estado de Hidalgo en colaboración con el Instituto Paul Scherrer, ubicado en Suiza.

Los inicios de la investigación en neurociencias, en Cinvestav, provienen del 17 de abril de 1961. Veinticuatro años después, en 1985, se realizó la fusión del Departamento de Fisiología y Biofísica con el de Neurociencias, lo que dio lugar a su actual figura. Esto permitió la incorporación de la neuroquímica y con ello la creación de cursos que no existían, tal es el caso del denominado “Métodos Bioquímicos”, lo cual resultó en la formación integral de los estudiantes.

Desde 1997 se crearon dos especialidades de posgrado que se mantienen hasta ahora: Fisiología Celular y Molecular y la de Neurobiología Celular y Molecular.

El Departamento dedica parte importante de su energía a formar maestros y doctores en ciencias. A lo largo de 60 años se han graduado de sus laboratorios 601 estudiantes; de los cuales 348 se titularon de maestría y 253 de doctorado. Actualmente están inscritos 116 alumnos; de los cuales 22 están en los programas de maestría y 94 en los de doctorado.

ESTUDIOS DEL CEREBRO

El Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias del Cinvestav reúne a 22 investigadores agrupados en 10 líneas de investigación, cuenta con mil 275 artículos de investigación publicados en revistas internacionales, 96 revisiones publicadas en el extranjero, varios capítulos en libros y miles de citas en el ámbito internacional a los trabajos realizados por sus integrantes. El prestigio internacional del Departamento se ve reflejado en las distinciones como los premios Nacional de Ciencias y Artes, de la Academia Mexicana de Ciencias, Príncipe de Asturias y Weizmann