Un microscopio capta actividad eléctrica en todo el cerebro de un pez cebra

Ver cómo se encienden y se coordinan las neuronas en un cerebro completo sigue siendo uno de los grandes desafíos de la neurociencia. Un equipo del MIT presentó ahora una herramienta que acerca bastante esa meta: un microscopio capaz de registrar actividad eléctrica en neuronas repartidas por todo el cerebro de larvas de pez cebra con una precisión de apenas unos milisegundos.

La novedad importa porque las neuronas no calculan con señales lentas, sino con impulsos eléctricos muy breves. Muchas técnicas usadas hoy observan calcio, una señal indirecta que aparece después de que la neurona dispara y que resulta útil para mapear actividad general, pero demasiado lenta para seguir cada descarga individual. El nuevo sistema apunta directamente al voltaje de las neuronas, que es la señal más cercana a su funcionamiento real.

Para lograrlo, los investigadores adaptaron un microscopio de lámina de luz y aceleraron tanto la captura de imágenes como el cambio de plano dentro del tejido. Según MIT News y el artículo publicado en Nature Methods, el sistema pudo recorrer todo el cerebro del pez cebra unas 200 veces por segundo, es decir, una vez cada cinco milisegundos. Eso les permitió observar picos eléctricos aislados y ráfagas rápidas en neuronas distribuidas por distintas regiones del cerebro.

El equipo probó la técnica en larvas de pez cebra modificadas para producir un indicador fluorescente de voltaje llamado Positron2-Kv. Aunque la señal útil no apareció en todas las neuronas, sí lo hizo en aproximadamente una cuarta parte de ellas, suficiente para reconstruir patrones de actividad a gran escala. Cuando las larvas recibían luz ultravioleta, por ejemplo, la actividad aparecía enseguida en el tectum óptico, una región que procesa información visual, y luego se propagaba a otras áreas. También observaron secuencias de actividad espontánea en el cerebelo y el rombencéfalo.

La relevancia del avance no está solo en ver más neuronas a la vez, sino en acercarse a una pregunta más ambiciosa: cómo distintas partes del cerebro trabajan juntas para producir percepción, movimiento, decisiones o estados mentales. Un método así podría ayudar a proponer hipótesis nuevas sobre la organización de redes neuronales completas, en lugar de estudiar pequeñas porciones de tejido por separado.

Conviene mantener la cautela. El trabajo se hizo en larvas de pez cebra, un modelo muy valioso en biología por su transparencia, pero distinto del cerebro humano. Además, el sistema todavía no capta todas las neuronas y por ahora se trata de una demostración experimental, no de una herramienta lista para uso clínico. Aún así, marca un paso importante para observar la actividad eléctrica cerebral de manera más directa, rápida y extensa que antes.