El nivel de actividad neuronal que vemos no tiene precedentes para células in vitro ” , indicó el biólogo brasileño Alysson Muotri, de la Universidad de California.
“Estamos un paso más cerca de tener un modelo que puede generar realmente estas etapas tempranas de una red neuronal sofisticada”, dijo.
Los minicerebros, que tienen el tamaño de un guisante y se denominan organoides cerebrales, se obtienen de células madre humanas pluripotentes. Al colocarlas en un ambiente que imita el del cerebro, las células madre se diferencian convirtiéndose en distintos tipos de células y se auto-organizan en una estructura 3D similar a la del cerebro humano en desarrollo.
Si bien los científicos ya han cultivado en el pasado organoides con estructuras similares al cerebro humano, ninguno de los modelos anteriores había desarrollado redes de neuronas que funcionaran como el cerebro de las personas.
Esas redes, que aparecen cuando las neuronas han madurado y se conectan entre sí, son esenciales para la mayoría de las actividades cerebrales. Muotri indicó que los organoides cerebrales “ pueden usarse para varias cosas, incluido el entendimiento del neurodesarrollo normal de los humanos, el estudio de enfermedades, la evolución del cerebro, los exámenes por drogas, e incluso, para guiar la inteligencia artificial ” .
En sus experimentos, los científicos diseñaron un procedimiento para cultivar células madre, que incluyó una optimización del ambiente para su desarrollo, lo que permitió que los organoides madurarán más que modelos previos.
El equipo creó cientos de organoides durante diez meses y emplearon configuraciones de multielectrodos para supervisar su actividad neuronal. Unos meses después del inicio del experimento, los científicos empezaron a detectar pulsos de ondas cerebrales en los organoides y, aunque las señales eran esporádicas, tenían la misma frecuencia, lo que se observa en los cerebros humanos muy inmaduros.
A medida que siguieron creciendo los organoides produjeron ondas cerebrales de frecuencias diferentes y las señales se hicieron más regulares, indicando un desarrollo mayor de sus redes neuronales.
“ Los organoides son todavía un modelo muy rudimentario y no tenemos las otras partes y estructuras del cerebro. De modo, que estas ondas cerebrales quizá no tengan algo que ver con las actividades de los cerebros reales ” , apuntó Muotri.
El beneficio de esta investigación es un mayor conocimiento de la evolución y funcionamiento de las redes neuronales, que podría contribuir al tratamiento de condiciones como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia.