Nuevos proyectos tienen como objetivo pionero el futuro de la neurociencia

El programa OpenScope del Instituto Allen proporciona una plataforma global para la investigación en neurociencia, centrándose en cómo el cerebro procesa todo, desde imágenes cotidianas hasta experiencias psicodélicas. Esta iniciativa fomenta la colaboración internacional, utilizando recursos avanzados del observatorio para profundizar en las percepciones y actividades neuronales fundamentales. Sondas Neuropixels como parte del proyecto Allen Brain Observatory. Crédito: Instituto Allen

¿Cómo responden las neuronas a los efectos de las setas mágicas? ¿Qué ocurre en el cerebro durante la percepción del movimiento o el reconocimiento de los patrones de vetas de la madera? ¿Cómo monitorea nuestro cerebro los cambios graduales en la apariencia de nuestros amigos a lo largo del tiempo?

El Instituto Allen ha lanzado cuatro proyectos para investigar estas cuestiones a través de OpenScope, un observatorio de neurociencia compartido. Así como los astrónomos utilizan algunos observatorios bien equipados para estudiar el universo, el programa OpenScope permite a los neurocientíficos de todo el mundo proponer y dirigir experimentos en el proyecto Allen Brain Observatory. Todas las investigaciones se ponen a disposición de cualquiera que aborde cuestiones abiertas sobre la actividad neuronal en la salud y la enfermedad.

Ahora en su sexto año, OpenScope pretende ser "pionero en un nuevo modelo en neurociencia", dijo Jérôme Lecoq, Ph.D., investigador asociado del Instituto Allen.

"Nuestra plataforma mejora la adquisición de datos y el intercambio global, al tiempo que permite a los laboratorios individuales aprovecharlos para sus actividades científicas únicas", dijo Lecoq, quien codirige OpenScope con Christof Koch. “Nos esforzamos por combinar lo mejor de ambos mundos: preguntas enfocadas abordadas por equipos apasionados y una plataforma sofisticada impulsada por experimentadores experimentados. Ésta es nuestra visión para el futuro de la neurociencia”.

Uno de los proyectos OpenScope de este año explorará cómo la psilocibina, el compuesto psicoactivo de los "hongos mágicos", cambia la actividad cerebral a nivel celular. Este compuesto, conocido por inducir intensas experiencias psicodélicas en humanos, se utilizará para investigar los mecanismos neuronales que subyacen a la cognición y la percepción alteradas.

Utilizando técnicas avanzadas de grabación en ratones, los científicos observarán cómo las neuronas se comunican de manera diferente bajo la influencia de la psilocibina. También explorarán cómo esos cambios podrían influir en la capacidad del cerebro para procesar y predecir información sensorial, lo cual es crucial para comprender cómo se construye la percepción.

"Nuestro interés en estos compuestos va más allá de sus posibles aplicaciones clínicas", afirmó Roberto de Filippo, Ph.D., postdoctorado en la Universidad Humboldt de Berlín. "Creemos que descubrir los mecanismos biológicos subyacentes a sus efectos puede proporcionar conocimientos fundamentales sobre los procesos que gobiernan la percepción, la cognición y la conciencia misma".

Este proyecto está dirigido por de Filippo; Torben Ott, Ph.D., de la Universidad Humboldt de Berlín; y Dietmar Schmitz, Ph.D, de Charité – Universitätsmedizin Berlin.

A menudo pasamos por alto los cambios graduales en las personas que vemos regularmente y solo notamos diferencias cuando vemos una foto antigua o nos reunimos con amigos después de mucho tiempo. A pesar de que estos cambios son casi imperceptibles, nuestro cerebro actualiza constantemente nuestra memoria con estos detalles.

Un proyecto OpenScope de 2024 tiene como objetivo descubrir los fundamentos neuronales de estas actualizaciones. Utilizando la plataforma Allen Brain Observatory, los investigadores analizarán la actividad cerebral en ratones para comprender cómo reacciona el sistema visual del cerebro a los cambios a lo largo del tiempo. Tradicionalmente, los neurocientíficos pensaban que el sistema visual sólo procesaba la información sensorial entrante. Pero hallazgos recientes sugieren que este sistema también archiva recuerdos visuales y los utiliza para predecir lo que veremos a continuación.

"Queremos entender cómo esos recuerdos influyen en la percepción de imágenes del mundo real y qué papel desempeñan las diferentes áreas del cerebro en este proceso", dijo Yaniv Ziv, Ph.D., profesor del Instituto Weizmann de Ciencias. “Al comprender esto, pretendemos descubrir si estos recuerdos influyen en la flexibilidad o rigidez de nuestro procesamiento visual. Por ejemplo, si hemos visto algo similar antes, ¿eso hace que nuestro cerebro sea más o menos propenso a adaptarse a nueva información visual?

Este proyecto está liderado por Ziv; Daniel Deitch; Alon Rubin, Ph.D.; e Itay Talpir, todos en el Instituto Weizmann de Ciencias

¿Cómo reconoce el cerebro los objetos que se mueven a nuestro alrededor? Este proyecto OpenScope de 2024 tiene como objetivo desmitificar este proceso fundamental mediante el estudio de la percepción del movimiento en la corteza visual de ratones. Si bien estudios anteriores han identificado regiones del cerebro que responden a diferentes tipos de movimiento, los circuitos neuronales subyacentes siguen siendo poco conocidos. Este proyecto utilizará microscopía para observar simultáneamente la actividad de muchas neuronas durante varias semanas y en diferentes partes de la corteza visual.