¿Muestran signos de plasticidad las neuronas cultivadas con tecnología microfluídica avanzada?

MadridInvestigadores de la Universidad de Tohoku han avanzado en el entendimiento de cómo las neuronas cultivadas en laboratorio pueden funcionar como las del cerebro humano. La plasticidad neuronal es crucial para el aprendizaje y la memoria, pero las neuronas creadas en laboratorio han tenido dificultades para mostrar esta capacidad. Estas neuronas suelen dispararse al azar y simultáneamente. No obstante, gracias a la nueva tecnología de microfluidos, este problema comienza a ser resuelto.
Investigadores de la Universidad de Tohoku han desarrollado un modelo avanzado utilizando diminutos dispositivos para controlar fluidos. Estos aparatos son significativos debido a varias características novedosas.
- Permiten que las neuronas formen redes organizadas similares a las del sistema nervioso animal.
- El tamaño y la forma de los microcanales en el dispositivo pueden ajustarse para controlar la intensidad de la interacción neuronal.
- Facilitan la creación de diversos conjuntos neuronales, permitiendo el estudio de múltiples redes interactivas.
Las redes diseñadas mostraron patrones de actividad complejos y podían modificarse con estimulación repetida. Esto indica que imitan la plasticidad neural, ofreciendo un mejor modelo de cómo los cerebros reales aprenden y se adaptan.

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Estudiar el funcionamiento del cerebro es un desafío debido a su complejidad. Los modelos animales tradicionales son difíciles de analizar por sus redes complicadas. Las neuronas cultivadas en laboratorio son más accesibles para el estudio y nos ayudan a entender procesos de aprendizaje y memoria. Sin embargo, lograr que estas neuronas se comporten como las reales es complicado. La utilización de pequeños dispositivos que pueden imitar la interacción natural de las neuronas se presenta como una solución alentadora.
Estos hallazgos podrían conducir a sistemas de inteligencia más avanzados. Al aprovechar la capacidad de adaptación observada en estas neuronas, los investigadores pueden desarrollar modelos mejorados para funciones cerebrales como la memoria. Esto es crucial para estudiar el funcionamiento del cerebro y para crear sistemas de inteligencia artificial que utilicen métodos de aprendizaje basados en la biología.
Estudiar el funcionamiento de las neuronas cultivadas en laboratorio puede revolucionar el tratamiento de enfermedades cerebrales, especialmente aquellas que afectan la plasticidad del cerebro, como el Alzheimer u otras enfermedades degenerativas. A medida que avance la investigación, estos modelos serán cruciales para conectar sistemas artificiales con funciones del cerebro humano, permitiendo nuevos descubrimientos y avances en ambos campos.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1002/admt.202400894y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Hakuba Murota, Hideaki Yamamoto, Nobuaki Monma, Shigeo Sato, Ayumi Hirano‐Iwata. Precision Microfluidic Control of Neuronal Ensembles in Cultured Cortical Networks. Advanced Materials Technologies, 2024; DOI: 10.1002/admt.202400894

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