Un equipo de investigadores estadounidenses ha creado una proteína capaz de registrar las señales químicas que reciben las neuronas, no solo las que emiten, como ocurría hasta ahora. Esta innovación permite detectar mensajes extremadamente sutiles basados en la liberación del neurotransmisor glutamato, esencial en la comunicación cerebral y hasta el momento muy difícil de observar en tejido vivo.
El sensor, denominado iGluSnFR4 (pronunciado “glue sniffer”), ha sido desarrollado por científicos del Allen Institute y del Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Los resultados se publicaron recientemente en la revista Nature Methods y representan un hito: por primera vez, los neurocientíficos pueden “escuchar” con gran precisión las señales de entrada que llegan a las neuronas.
Hasta ahora, la neurociencia podía registrar con relativa facilidad las señales eléctricas salientes de las neuronas, pero las entrantes —rápidas, de baja intensidad y localizadas en una sola sinapsis— eran prácticamente invisibles. Las herramientas disponibles resultaban demasiado lentas o poco sensibles.
iGluSnFR4 cambia radicalmente este panorama. Actúa como un indicador molecular de glutamato con una sensibilidad sin precedentes, capaz de captar incluso las señales químicas más débiles que recibe una neurona. Esto permite a los investigadores seguir la conversación completa entre neuronas y no solo fragmentos aislados.
“Es como leer un libro con todas las palabras desordenadas, sin entender el orden ni el significado”, explica Kaspar Podgorski, doctor en neurociencia, autor principal del estudio e investigador sénior del Allen Institute. “Con esta herramienta empezamos a ver cómo se conectan las neuronas entre sí y a comprender el sentido de esas ‘frases’ neuronales”.
Este avance abre la puerta a estudiar cómo una neurona procesa miles de estímulos simultáneos y genera una respuesta a partir de ellos. Estos cálculos neuronales son la base de procesos cognitivos complejos como la toma de decisiones, el pensamiento, la memoria o las emociones.
Las alteraciones en la señalización del glutamato están implicadas en numerosas enfermedades neurológicas y psiquiátricas, como el alzhéimer, la esquizofrenia, el autismo o la epilepsia. Poder medir con precisión cómo reciben información las neuronas ayudará a identificar los mecanismos que fallan en estos trastornos y a localizar sus causas profundas.
Además, el nuevo sensor supone una ventaja clave para la industria farmacéutica. Las compañías podrán evaluar directamente cómo los tratamientos experimentales afectan a la actividad sináptica real, lo que podría acelerar el descubrimiento de terapias más eficaces y específicas.
“Antes de este avance, podíamos estudiar por separado la estructura de las conexiones neuronales y la actividad de algunas neuronas concretas, pero era muy difícil combinar ambas informaciones”, señala Podgorski. “No sabíamos bien qué neurona le estaba diciendo qué cosa a cuál. Ahora podemos medir qué información llega a una neurona desde distintas fuentes, una pieza fundamental que faltaba en la investigación en neurociencia”.