Observar el desarrollo del cerebro en sus primeras etapas ha sido uno de los grandes retos de la neurociencia durante décadas. El cerebro embrionario, delicado y en constante cambio, presenta un desafío único: cualquier intervención puede alterar su evolución natural. Esto ha dificultado el seguimiento detallado de la actividad neuronal en embriones, limitando la comprensión de cómo se forman las estructuras cerebrales y cómo podrían originarse ciertos trastornos.
Sin embargo, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard, liderado por Jia Liu, ha logrado superar esta barrera. Utilizando una innovadora tecnología basada en electrodos flexibles ultrafinos, lograron registrar la actividad cerebral en embriones de vertebrados sin interferir en su desarrollo ni comportamiento. Este avance, publicado en la revista Nature y difundido por IEEE Spectrum, abre nuevas posibilidades para estudiar la dinámica cerebral durante etapas cruciales.
Electrodos flexibles para monitorear el cerebro en formación
Electrodos flexibles ultrafinos implantados en embriones permiten monitorear la actividad cerebral sin afectar su desarrollo, según investigadores de Harvard.
El corazón de esta tecnología son mallas electrónicas extremadamente delgadas y elásticas, fabricadas con un elastómero fluorado: el perfluoropolietéter-dimetacrilato, que es tan blando como el tejido biológico. Estos electrodos se implantan directamente en la placa neural, una estructura esencial que da origen al cerebro y la médula espinal. Gracias a su diseño, los sensores se adaptan a los movimientos y transformaciones del tejido cerebral sin causar daño.
Según explica Jia Liu, profesor asistente en la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), los dispositivos captan señales neuronales con precisión milisegundaria, permitiendo estudiar la actividad cerebral en embriones de ranas, ajolotes y roedores. Las pruebas demostraron que estos implantes no afectan el desarrollo ni generan respuestas de estrés, y las evaluaciones conductuales confirmaron que los animales continuaron su crecimiento normal.
Implicaciones para el estudio de trastornos y la regeneración cerebral
Registro en tiempo real de la actividad neuronal en embriones de ranas y roedores gracias a una malla electrónica que se adapta al crecimiento del tejido cerebral.
Uno de los hallazgos más sorprendentes se observó en ajolotes, conocidos por su capacidad regenerativa. Al amputar la cola de los renacuajos, los investigadores detectaron un aumento en la actividad cerebral durante la regeneración, similar a la que ocurre en etapas tempranas del desarrollo. Esto sugiere que la actividad neuronal podría estar vinculada con procesos regenerativos, lo que abre un nuevo campo para futuras investigaciones.
Además, este avance en neurociencia tiene un potencial enorme para estudiar trastornos del neurodesarrollo como el autismo, la esquizofrenia y el trastorno bipolar, condiciones que podrían originarse durante la formación cerebral temprana. Aunque la aplicación en embriones humanos no está contemplada por motivos éticos, Jia Liu anticipa que en el futuro podrían desarrollarse sensores similares para niños con enfermedades cerebrales, adaptados al crecimiento del cerebro.
