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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandiogen para controlar neuronas hegemann nagelgenes activar desactivar células expresadasxenobots embriones de ranagenes en ovocitos xenopuscontrol neuronas con luz nagelmolécula reacciona a la luzcontrol neuronal con luzreacción tipo presa ignacio crespoactivación lumínica neurona persistenteindependencia de otras sustanciasreceptor p2x2 estimulable con luz azuldeiseroth redes sociales stanfordinvestigación psiquiatría deiserothgen en neuronas mann nagelvirus transporte material genéticoproteína expresión neuronalneuronas activación estímulos luzHegemannGeorg NagelXenopusMannNagelStanfordRanaXenobotsPeter HegelmanKarl DeisserothFrancis CrickIgnacio CrespoPremio NobelP2X2DeiserothIgnacioHéctor Socasproyecto BrainZankBoydenBambergMisenbock
Control Neuronas con Luz Nagel
Con
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Ignacio Crespo explica la búsqueda de un gen para controlar neuronas con luz, detallando el proceso de prueba realizado por Hegemann y Nagel.
…de esta rhodopsina, comparándola con la nuestra, dijeron: bueno, pues si se parecen tanto de aspecto, probablemente también compartan características en los genes que las codifican. Hicieron búsqueda y encontraron dos que podían ser los que estuvieran detrás. Al final pensemos que lo que buscaban estos científicos a largo plazo era encontrar el gen para poder introducirlo en neuronas y que de esa manera reaccionaran a la luz cuando les interesara, pudieran encenderlas y apagarlas. Bueno, pues estos dos genes había por lo tanto que probarlos, había que ver cuál era el que era capaz de activar o desactivar ante la luz las células que lo expresaran y para eso lo que hizo Hegemann fue contactar con otro de los premiados, con Nagel; el Nagel, Nagel no estoy seguro porque como es Georg no sé exactamente cómo se pronunciaría. Lo que hizo fue probar a introducir estos dos genes, por separado, por supuesto. en ovocitos de rana, de Xenopus, que ya hemos hablado otras veces aquí de ellas, son muy típicas en investigación, aquellos Xenobots que se crearon, que eran modificando embriones de rana, pues iba por aquí, por este camino entonces probó introducir la primera y efectivamente respondía a la luz lo cual era ya muy interesante y parece que la propia el propio canal que permitía que se intercambiaran partículas entre el interior y el exterior de la célula era el que reaccionaba la luz no había una cascada efectivamente era una misma molécula lo cual reducía muchísimo la complejidad y lo aceleraba todo mucho hasta aquí fantástico el problema es ¿Que no era el tipo de reacción que necesitaban? Necesitaba que fuera fuera más como una presa que se abre. No un intercambio de partícula por partícula, sino yo lo activo con luz una vez y ya me olvido porque eso queda abierto hasta que lo desactive o hasta que me interese. Y además que no dependiera de otras sustancias, que fuera fácil, sencillo. Así que probaron la segunda. Y efectivamente la segunda de estas proteínas sí que funcionó, que fue en 2005 esto: el receptor P2X2, bueno pues consiguieron que funcionara correctamente con luz azul, podía estimularse. Y ya vemos entonces cómo se introducen en la ecuación estos dos nombres; falta el tercero. El tercero en lugar de formación en electrofisiología tenía formación en psiquiatría y aquí es Deiseroth, que es quien ha gobernado las redes sociales estos días porque se ha compartido el vídeo de cómo recibía la noticia su familia, todo muy bonito y lo que hizo Deiseroth prácticamente recién llegado a Stanford fue coger esta idea, pedir la información y todo lo que hizo. Mann y de Nagel, e introducir el gen en neuronas, ya por fin, para ver qué es lo que ocurría. Y efectivamente, al final estamos diciendo introducirlo sin dar muchos detalles, pero bueno, no tiene mucha novedad. Es utilizar virus para que introduzcan este material genético en las células que nos interesa y que esas células lo expresen a su vez produciendo la proteína. Lo consiguió. Consiguió que esas neuronas se activaran rápidamente ante estímulos de luz de forma muy específica. Y habrá gente que hasta aquí diga: ¿hacía falta estas alforjas para este viaje? Porque de toda la vida hemos escuchado que podemos introducir electrodos en el cerebro, o sea, al final lo que pretende Neuralink, y si son muy finitos, pues digo yo que…
Significado #1 · Palabras #1
Ignacio Crespo explica que Peter Hegelman, Georg Nagel y Karl Deisseroth recibieron el Premio Nobel por su trabajo en optogenética, una técnica para controlar la expresión de genes mediante luz.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #5 · Palabras #4optogenética control genes luzpremio nobel peter hegelmanneurociencia implicaciones optogenéticaestudio cerebro optogenética…y lo primero es decir que aunque el láser puede tener que ver, por la misma regla de tres podríamos decir que la fibra óptica, que fue otro premio distinto. Así que vamos a ir desde la base, vamos a explicar cuál es el problema que aquí se intenta resolver. El premio Nobel, empecemos con los nombres tal vez, se ha repartido en este caso entre Peter Hegelman, Georg Nagel y Karl Deisseroth. y estas tres personas han estado trabajando en la línea de la optogenética que viene a ser la capacidad de controlar a través de la luz la expresión de determinados genes y por ningún lado por ahora aparece la palabra neuro porque aunque ha tenido unas implicaciones muy importantes en la neurociencia no se restringe sólo al estudio de la neurociencia pero qué implicaciones ha tenido porque realmente ha ganado el premio por esa parte. ha ganado el premio por cuanto ha arrojado de luz, valga ahí el juego, al estudio del cerebro. Y es que nos enfrentábamos a un gran problema, un Problema que arrastra la neurociencia desde antes de ser neurociencia y es encontrar la relación causal entre las estructuras y la actividad del cerebro y nuestro comportamiento. No solamente que haya correlaciones, que se presente a la vez la actividad de…
Ignacio Crespo explica cómo Peter Hegelman, Georg Nagel y Karl Deisseroth recibieron el Premio Nobel por su trabajo en optogenética, y menciona una posible controversia relacionada con personas no premiadas.
Habla: Ignacio CrespoPalabras #6crick y la luz neuronaloptogenética técnica realistacontroversia premio nobel optogenética…fuera reversible para poder comparar rápidamente en un mismo sistema que ocurre cuando está activado y apagado y para eso necesitas intercalarlo prácticamente en el momento, es decir, cómo está activado, qué pasa si lo desactivo y comparar así varias veces. No había ninguna solución posible, aunque tanteó Crick precisamente esto en 1999, diciendo: si la hay, posiblemente tenga que ver con la luz, algo que puedes encender y apagar con velocidad y que además podría ser bastante específico espacialmente si consigues llevarlo a las neuronas que te interesa. La cosa es cómo establecer esos mecanismos para hacer de esto una técnica realista; y eso es lo que se está premiando. Se ha premiado en varios bloques, podríamos decir, pero creo que aquí ha habido polémica y podría ser interesante decir la persona que no ha sido premiada también. La primera de las preguntas de los corresponsales que estaban allí en el anuncio del Nobel fue que qué había pasado con Nissenbock, que es otro investigador que había conseguido cosas parecidas. A través de edición genética había cogido proteínas que están…
Ignacio Crespo explica cómo investigadores utilizaron proteínas del sistema visual de la mosca del vinagre para activar neuronas mediante luz, y comenta sobre una conversación durante la ceremonia del Premio Nobel donde se evitó hablar de los investigadores no premiados.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #6 · Palabras #13proteínas visuales mosca del vinagreactivación neuronal mediante luzpotencial de acción celularpremio nobel comunicación escuetaescala temporal milisegundos activaciones…cosas parecidas. A través de edición genética había cogido proteínas que están presentes en el sistema visual de la drosófila melanogáster, de la mosca del vinagre, y las había utilizado para que, en lugar de formar parte de un sistema visual, reaccionaran a la luz y estimularan una célula, o sea, permitieran que se despendiera un potencial de acción. que es un poco lo que se está buscando, activar en este caso una neurona sería a través de esto, problema, y es verdad que en la ceremonia en la que se anunció el Nobel cuando preguntaron esto, la comunicación fue muy escueta, dijeron no hablamos de las personas que no han sido premiadas pero de los documentos que hemos subido. se le nombra y se insiste en que era lento. Hablábamos de que la escala temporal en la que queríamos hacer estas activaciones era de milisegundos. Y aquí, vamos, jugaba en otra liga. ¿Por qué? Porque era una cadena. Ya hemos dicho que eran varias proteínas que en cascada iban activando a unas a otras. Eso implica cierto retardo por mucho que quieras. Así que hacía falta algo distinto. Y aquí es donde ya entran los premiados. En concreto…
Ignacio Crespo explica la búsqueda de un gen para controlar neuronas con luz, detallando el proceso de prueba realizado por Hegemann y Nagel.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #1 · Palabras #1gen para controlar neuronas hegemann nagelgenes activar desactivar células expresadasxenobots embriones de ranagenes en ovocitos xenopuscontrol neuronas con luz nagelmolécula reacciona a la luzcontrol neuronal con luzreacción tipo presa ignacio crespoactivación lumínica neurona persistenteindependencia de otras sustanciasreceptor p2x2 estimulable con luz azuldeiseroth redes sociales stanfordinvestigación psiquiatría deiserothgen en neuronas mann nagelvirus transporte material genéticoproteína expresión neuronalneuronas activación estímulos luz…de esta rhodopsina, comparándola con la nuestra, dijeron: bueno, pues si se parecen tanto de aspecto, probablemente también compartan características en los genes que las codifican. Hicieron búsqueda y encontraron dos que podían ser los que estuvieran detrás. Al final pensemos que lo que buscaban estos científicos a largo plazo era encontrar el gen para poder introducirlo en neuronas y que de esa manera reaccionaran a la luz cuando les interesara, pudieran encenderlas y apagarlas. Bueno, pues estos dos genes había por lo tanto que probarlos, había que ver cuál era el que era capaz de activar o desactivar ante la luz las células que lo expresaran y para eso lo que hizo Hegemann fue contactar con otro de los premiados, con Nagel; el Nagel, Nagel no estoy seguro porque como es Georg no sé exactamente cómo se pronunciaría. Lo que hizo fue probar a introducir estos dos genes, por separado, por supuesto. en ovocitos de rana, de Xenopus, que ya hemos hablado otras veces aquí de ellas, son muy típicas en investigación, aquellos Xenobots que se crearon, que eran modificando embriones de rana, pues iba por aquí, por este camino entonces probó introducir la primera y efectivamente respondía a la luz lo cual era ya muy interesante y parece que la propia el propio canal que permitía que se intercambiaran partículas entre el interior y el exterior de la célula era el que reaccionaba la luz no había una cascada efectivamente era una misma molécula lo cual reducía muchísimo la complejidad y lo aceleraba todo mucho hasta aquí fantástico el problema es ¿Que no era el tipo de reacción que necesitaban? Necesitaba que fuera fuera más como una presa que se abre. No un intercambio de partícula por partícula, sino yo lo activo con luz una vez y ya me olvido porque eso queda abierto hasta que lo desactive o hasta que me interese. Y además que no dependiera de otras sustancias, que fuera fácil, sencillo. Así que probaron la segunda. Y efectivamente la segunda de estas proteínas sí que funcionó, que fue en 2005 esto: el receptor P2X2, bueno pues consiguieron que funcionara correctamente con luz azul, podía estimularse. Y ya vemos entonces cómo se introducen en la ecuación estos dos nombres; falta el tercero. El tercero en lugar de formación en electrofisiología tenía formación en psiquiatría y aquí es Deiseroth, que es quien ha gobernado las redes sociales estos días porque se ha compartido el vídeo de cómo recibía la noticia su familia, todo muy bonito y lo que hizo Deiseroth prácticamente recién llegado a Stanford fue coger esta idea, pedir la información y todo lo que hizo. Mann y de Nagel, e introducir el gen en neuronas, ya por fin, para ver qué es lo que ocurría. Y efectivamente, al final estamos diciendo introducirlo sin dar muchos detalles, pero bueno, no tiene mucha novedad. Es utilizar virus para que introduzcan este material genético en las células que nos interesa y que esas células lo expresen a su vez produciendo la proteína. Lo consiguió. Consiguió que esas neuronas se activaran rápidamente ante estímulos de luz de forma muy específica. Y habrá gente que hasta aquí diga: ¿hacía falta estas alforjas para este viaje? Porque de toda la vida hemos escuchado que podemos introducir electrodos en el cerebro, o sea, al final lo que pretende Neuralink, y si son muy finitos, pues digo yo que…
Se describe cómo la optogenética conecta la genética con el comportamiento animal, permitiendo explorar relaciones causales a través de la luz y la neurociencia en un entorno de laboratorio controlado.
Significado #12optogenética conecta genética comportamientoluz neurociencia relaciones causaleslaboratorio controlado exploración causaloptogenética herramienta investigación básicapremio nobel optogenéticaproteínas retina retinosis pigmentariapaciente retinosis pigmentaria desencadena vistaoptogenética neuronas retinaretinosis pigmentaria técnica optogenéticaneuronas sensibles a la luzenfermedades del sueño optogenética…en 2007, porque había seguido de Iseroth con todo esto, consigue probarlo en ratones; consigue que la estimulación a través de luz de unas neuronas concretas editadas genéticamente para que expresen esta proteína genere el movimiento en los bigotes del ratón. Esto ya es fantástico porque es conectar genética con comportamiento. A través de la luz, a través de la neurociencia, pero conecta ambos mundos. Por supuesto, siempre en una situación muy de laboratorio, muy concreta, pero que nos permite explorar; explorar y establecer esas relaciones causales, y esto lógicamente tiene su parte aplicada porque hasta aquí. Está muy bien para investigación básica; de hecho, es un premio de investigación básica. Lo insistieron en el anuncio del Nobel, pero también comentaban que ya había tenido cierta utilidad clínica: lo habían utilizado para introducir estas proteínas en las pocas neuronas de la retina de un paciente con retinosis pigmentaria, que había perdido la actividad de las neuronas que normalmente recibirían la luz y que podrían por lo tanto desencadenar la vista en este caso. Como las ha perdido y si conseguimos hacer sensibles las neuronas que siguen presentes en la retina y que en condiciones normales no serían tan sensibles a la luz. Esto se puede hacer en principio. Con esta técnica lo probaron y aunque de manera muy básica empezó a poder distinguir luces y sombras con gran contraste. Esto es devolver la vista hasta cierto punto con la técnica. Habrá que ver cómo se sigue desarrollando, para qué otras cosas se puede utilizar, pero sí que se tantea, por ejemplo, para enfermedades del sueño; cabe la posibilidad de que pueda funcionar. Luisa nos habló de experimentos en su momento relacionados con recuerdos que desencadenan reacciones de miedo; incluso en 2012 ya se empezaron a encontrar estas relaciones para poder borrar recuerdos. Un año después ya hay un artículo que indica la…
Ignacio Crespo explica cómo funciona un canal iónico activado por luz en el proceso de optogenética, detallando la despolarización neuronal que se produce al abrirse dicho canal.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #11 · Palabras #11optogenética canal iónico activadodespolarización neuronal por luz azulproteína canal tridimensional neuronapotencial de acción optogenética fisiológica…cómo funciona, ya voy a ver si te activo aquí funciona y si te apago aquí qué pasa; esto es otro nivel completamente diferente, clarísimo y súper interesante y luego también quería decir que no sé si por ejemplo a la hora de comprenderlo que se abre un Canal iónico que se activa: esa proteína con luz significa que básicamente cuando nosotros hacemos incidir en esa proteína luz azul, porque tiene que ser de una longitud de onda determinada, se produce una activación de esa proteína de tal manera que se abre ese canal; porque realmente a nivel tridimensional se genera un canal. A nivel de neurona se produce la despolarización porque cuando está cerrado el canal tenemos la parte dentro del citoplasma de la neurona negativa y la parte exterior positiva al abrir ese canal, se despolariza y se genera el potencial de acción, con lo cual esa es la manera fisiológica en la que conseguimos a través de la luz y a través de esta optogenética conseguir esa despolarización. También, pues señalar que esta proteína se expresa a través del virus, como muy bien ha dicho Ignacio, y que es una técnica que ya se conocía; que no se necesita CRISPR para todo, se puede utilizar enzimas de restricción para poder añadir esta secuencia a…
Se discute sobre un artículo científico de 2005 en el que participaron Zank, Nagel, Boyden y Bamberg, mencionando a Misenbock como alguien que no participó ni está incluido en dicho estudio.
Palabras #19paper zank nagel boyden bambergmisenbock no participó estudioteiserob frecuencia cardiaca ansiedad…aprovecho para que a aquellos que les guste la psicología que estén escuchándonos, hay un canal en grama, precisamente se llama, muy interesante, de unos compañeros que además la psicología que hacen es conductista y la verdad que hacen un trabajo muy bueno. Aparte es una cosa, dos, dos cosas, que he estado mirando lo del paper, el paper de 2005 al que hacíamos referencia en el cual participaba Zank, efectivamente está Deiseroth, está Nagel, lo que no está es todos los que habíamos nombrado antes, está Boyden también y está luego Bamberg, que no lo habíamos nombrado pero se nos queda fuera Misenbock, Misenbock no estaba aquí, así que creo que no hay ningún paper que los reúna a todos y respecto a esto último que decía Luisa, de los usos y como de amplios pueden ser, Teiserob tiene un paper en el cual busca cuál es la dirección causal entre la frecuencia cardíaca y la ansiedad. O sea, ¿es la ansiedad la que eleva las pulsaciones o son las pulsaciones elevadas las que nos generan la sensación de ansiedad y lo hace con optogenética? en este caso lo que se modifica genéticamente son tejidos del corazón para que la luz haga que se…
Ignacio Crespo menciona un proyecto llamado 'Brain' que aborda las implicaciones éticas de la manipulación neuronal a través de avances como la optogenética.
Significado #16 · Palabras #18proyecto brain implicaciones éticasneuronas luz projecto brain…y tienes una actitud positiva, también es en los dos sentidos. No necesitas sentirte triste para estar triste, sino que, aunque no estés alegre, si te ríes, también puedes causar ese efecto inverso. Es curioso ver esa dualidad y solo por terminar, que es. Que hay un proyecto que no sé si lo conocéis, que seguro que lo conocéis, vaya, y lo conoce la mayoría de los Coffee Breakers. Que se llama Brain, el proyecto Brain, que básicamente con todos estos avances que están habiendo, si ahora con luz de alguna manera también podemos preguntarle a determinadas neuronas o hacer que determinadas neuronas hagan algo, pues digamos que tienes que tener esa vertiente ética de esa manipulación que también debería estar presente en todo esto y que recoge el proyecto Brain en parte de su desarrollo. Aunque El proyecto Brain era más de conectoma que de... De mapeo, de modulación y quien lo lleva porque precisamente hace poco vi un... Es que no me acuerdo cómo se llama este hombre pero es español y es el que lo lidera y hace no relativamente mucho estuve en la…
Héctor Socas explica las dificultades para conectar el nervio óptico a un chip y presenta la optogenética como una alternativa interesante.
Habla: Héctor SocasSignificado #9optogenética alternativa al chipneuronas motoras capa cerebralproteína boyden en neuronasvirus modifica genoma neuronal…de que realmente cada una de sus neuronas, porque están muy pegadas algunas que son motoras y algunas que son sensitivas, por ejemplo, nervios que recorren nuestro cuerpo, pues que cada una de ellas esté conectada con lo que tenemos. Eso es lo que es difícil. Podemos introducir a través de la membrana electrodos muy finos, pero esto daña las neuronas; eso sería el primer problema, y segundo, es un trabajo enormemente complejo tener que hacerlo una a una. Por eso es tan interesante lo que se plantea con la optogenética, optogenómica. La opción de buscar qué tienen en común las neuronas motoras de una capa del cerebro, qué gen expresan en común para ver acá dónde acaban y por lo tanto pintarlas todas juntas a la vez, por decirlo así. Hacer que todas ellas expresen la proteína; ese “pintarlas todas juntas a la vez”, básicamente, Ignacio, viene a ser meter un virus que puede modificar el genoma de esas neuronas en concreto, que sea capaz de reconocerlas, hacer la modificación de tal manera que le introduzca el gen para que fabrique la proteína necesaria para ser sensible a la luz; ese es más o menos el procedimiento. Sí, pero no. Porque como decía antes Luisa, no se integran los cromosomas. Eso es importante. Pero sí, efectivamente, es que el virus sea el encargado de hacer esa adición genética en las células que a ti te interesa, porque son para las que tienen receptores. Y que luego…