Cómo luce una memoria

Memorias fluorescentes revelan información en vivo.

Neurona viva en cultivo: los puntos verdes indican sinapsis excitatorias y los rojos indican sinapsis inhibitorias. (Crédito: Don Arnold/MIT)

Un equipo de investigación de la Universidad del Sur de California, USC, ha fabricado sondas microscópicas para iluminar las sinapsis de una neurona viva en tiempo real incorporando marcadores fluorescentes en proteínas sinápticas, sin afectar la funcionalidad de la neurona.

Marcadores fluorescentes permiten a los científicos ver la actividad de las sinapsis excitatorias e inhibitorias por vez  primera, y la manera en que cambian a medida que una nueva memoria se forma.

Las sinapsis aparecen como puntos brillantes a lo largo de las dendritas (las ramas de una neurona que transmite señales electroquímicas). A medida que el cerebro procesa nueva información, esos puntos brillantes cambian visualmente indicando la forma en que las estructuras sinápticas en el cerebro han sido alteradas por la nueva información.

“Cuando creas una memoria o aprendes algo, hay un cambio físico en el cerebro. Resulta que lo que cambia es la distribución de las conexiones sinápticas”, indicó Don Arnold, profesor de biología molecular y computacional en la USC.

Para crear estas sondas, el equipo utilizó una técnica conocida como “mRNA display” la cual fue desarrollador por Richard Roberts y el premio nobel Jack Szostak.

“Al usar mRNA display podemos buscar a través de más de un cuatrillón de proteínas potenciales distintas simultáneamente para encontrar la proteína que se une al objetivo de mejor manera”, indicó Roberts, co-autor del artículo y profesor de la USC.

Las sondas (llamadas “FingRs“) se adjuntan a una proteína fluorescente verde (GFP), proteína aislada de medusa que brilla con una fluorescencia verde cuando se expone a una luz azul. Debido a que las FingRs son proteínas, los genes codificados en ellas pueden ser colocados en el cerebro de animales vivos, causando que las células mismas fabriquen las sondas.

El diseño de las FingRs también incluye un sistema regulatorio que controla la cantidad de FingRs-GFP que se genera después que lograr un 100 por ciento de suministro, eliminando así de manera efectiva cualquier fluorescencia de fondo –lo que genera fotos más claras y definidas.

Las sondas pueden ser colocadas en el cerebro de ratones vivos y luego ser vigiladas a través de ventanas craneales utilizando un microscopio de dos fotones.

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