A pesar de permanentes esfuerzos, los investigadores no han podido desarrollar aún una forma segura y efectiva de tratar la enfermedad de Alzheimer (EA) utilizando productos farmacéuticos, de modo que también se recurre a métodos no farmacéuticos. Un nuevo estudio ha demostrado el potencial terapéutico de la terapia lumínica, o fototerapia, en el tratamiento de la EA, mostrando resultados prometedores en ratones, que se espera que puedan ser igual de efectivos en humanos.
Este nuevo estudio encontró que la terapia de luz aplicada a los ratones durante el sueño profundo aumentó la capacidad del cerebro para eliminar la proteína beta-amiloide. Se trata de una proteína tóxica cuya acumulación en el cerebro forma placas entre las neuronas, interrumpiendo la función celular y favoreciendo así el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. El hallazgo puede conducir a un tratamiento no farmacológico y no invasivo para la afección.
Esta terapia no farmacéutica emplea luces rojas y del infrarrojo cercano para estimular el cuerpo a curarse. Hay evidencia que sugiere que causa un aumento en el metabolismo y la microcirculación en el cerebro, además de revertir el estrés oxidativo y la inflamación. También hay evidencia de que la terapia lumínica puede estimular el sistema linfático del cerebro para eliminar desechos y toxinas.
Ahora bien, la meninge, membrana que cubre y protege el cerebro y la médula espinal, posee un sistema vascular linfático. Se ha demostrado que estos vasos linfáticos meníngeos, o VLM, eliminan la beta-amiloide.
Debido a que se descubrió que el sistema linfático del cerebro se activó durante el sueño, los investigadores probaron el efecto de la terapia lumínica durante la vigilia y el sueño no REM (profundo). Inyectaron beta-amiloide en el hipocampo – el área del cerebro preocupada por la memoria y el aprendizaje – de los ratones después de destruir sus VLM usando un láser. Se aplicó la terapia a los ratones una vez al día durante siete días usando un LED y se encontró que, durante el sueño, produjo una mayor reducción en la beta-amiloide. Se llega así a la conclusión de que la terapia estimuló la evacuación la beta-amiloide del hipocampo de manera más efectiva durante el sueño que durante la vigilia.
“En nuestros resultados, descubrimos que la terapia lumínica promueve la restauración de las funciones linfáticas después de una lesión de los VLM y que es más efectiva si se usa durante el sueño profundo frente a la vigilia” dijeron los investigadores.
Dicen que este tratamiento no farmacéutico y no invasivo podría usarse en personas con EA y otras afecciones que involucran el sistema linfático del cerebro.
“Dado que la terapia farmacológica de la EA no ha demostrado efectividad o seguridad, la terapia lumínica como enfoque no invasivo y seguro tiene altas perspectivas de implementación en la práctica clínica para el tratamiento de enfermedades cerebrales con trastornos linfáticos, como la EA, la enfermedad de Parkinson, el glioma, lesión cerebral traumática, hemorragias intracraneales” dijeron los investigadores.
El estudio fue publicado en la revista Fronteras de Optoelectronics.
Bien, en segundo lugar, tenemos reflexiones sobre la ética del cableado del tejido cerebral humano en las computadoras. Es decir, qué pensar del conexionado de neuronas y chips de computadora. En notas anteriores he manifestado mi opinión de que, para poder competir con los futuros robots asistidos por inteligencia artificial, debemos transformarnos en cyborgs, es decir cyber organisms, es decir organismos cibernéticos que estén formados por partes biológicas y partes electrónicas.
Dicho sea de paso, en la muy interesante serie sueca Humans, que luego se vendió a EE.UU. y se publicó con el nombre Real Humans, se llama a los organismos mezcla de robots y humanos hubots que, obviamente proviene de Humans + Robots. Se las recomiendo.
Veamos de qué se trata:
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Cuando se toma 800.000 células cerebrales humanas, se las conecta a un chip híbrido informático-biológico y se demuestra que puede aprender más rápido que las redes neuronales, surgen preguntas.
Cortical Labs es una empresa australiana que realiza un trabajo alucinante que entreteje el tejido cerebral humano, cultivado a partir de células madre, con electrónica de silicio, donde las neuronas pueden hablar con los componentes de la computadora usando las mismas señales eléctricas que envían y reciben en el cuerpo, y exhiben comportamientos de aprendizaje al volver a cablearse constantemente, conexiones crecientes y cada vez más reducidas, como lo hacen en el cuerpo humano, cuando aprendemos.
La compañía dice que sus "neuronas humanas criadas en una simulación ... crecen, aprenden y se adaptan como nosotros." Que consumen mucho menos poder, y parecen aprender mucho más rápido, y generalizan el conocimiento aprendido de manera más efectiva, que los componentes básicos de las supercomputadoras de aprendizaje de refuerzo de hoy, mientras muestran "más intuición, perspicacia y creatividad."
De hecho, la compañía llegó al escenario mundial en 2022 con un artículo titulado "Las neuronas in vitro aprenden y exhiben sensibilidad cuando se encarnan en un mundo de juego simulado."
Sentencia – la capacidad de experimentar sensaciones o sentimientos – en este caso se refería a la aparente preferencia de las neuronas por la estimulación eléctrica ordenada y predecible cuando se conecta a un chip de computadora, a diferencia de la estimulación aleatoria e impredecible.
El equipo cortical utilizó efectivamente esta preferencia como un esquema de recompensa-castigo mientras alimentaba la información de las células sobre un videojuego – Pong – y les permitía mover la paleta, y descubrió que tanto las células cerebrales humanas como las de ratón podían descubrir rápidamente cómo funcionaba el juego, manteniendo la pelota en juego significativamente más tiempo después de solo 20 minutos en el sistema. Las neuronas humanas, quizás como era de esperar, mostraron una tasa de aprendizaje significativamente mayor que las del ratón.
https://www.youtube.com/watch?v=k0zzJx95J0Q
Explicador
Un momento emocionante para la ciencia y una revolución potencial en la informática, pero el concepto de sensibilidad implica que hay una entidad allí experimentando algo. Esto plantea preguntas éticas; ¿Tiene una colección de células cerebrales humanas, cultivadas en una placa de Petri, bañadas en líquido cefalorraquídeo y alimentadas con una imagen eléctrica de un mundo simulado, derechos morales?
Si finalmente le das control sobre un cuerpo robótico, dándole así una imagen eléctrica similar del mundo real a la que nos dan nuestros sentidos ¿cómo se llama esa cosa? Y a medida que la compañía se mueve para comercializar esta tecnología, ¿está todo el asunto remotamente bien?
Si bien la compañía claramente se ha inclinado ante toda la idea de sensibilidad en parte de su publicidad, Cortical Labs puso fin a la idea de que estas cosas podrían ser conscientes o conscientes de sí mismas, y construir un marco ético en su trabajo en esta etapa temprana. Como tal, se ha asociado con algunos de sus primeros críticos más vocales y presentó un estudio de encuadre para comenzar a iluminar el camino a seguir, planteando la idea de que estos chips de computadora vivos tienen mucho potencial para hacer el bien moral.
Neuronas humanas que crecen en un chip de silicio de Cortical Labs
https://www.youtube.com/watch?v=neV3aZtTgVM
Visitando el laboratorio Cortical
Fuente: Laboratorios corticales
Ahora bien, uno se pregunta, ¿Estas neuronas, conectadas a un circuito electrónico serán conscientes? Y cuando las implantemos en un robot, ¿habremos creado un ser consciente? ¿Y cuando las implantemos en un humano, ¿tendremos, finalmente, un cyborg?
Las respuestas no están claras, todavía, pero el tema ya dejó de ser patrimonio de la ciencia ficción para estar presente en los laboratorios.
https://www.youtube.com/watch?v=neV3aZtTgVM
Visitando el laboratorio Cortical
Fuente: Laboratorios corticales
Ahora bien, uno se pregunta, ¿Estas neuronas, conectadas a un circuito electrónico serán conscientes? Y cuando las implantemos en un robot, ¿habremos creado un ser consciente? ¿Y cuando las implantemos en un humano, ¿tendremos, finalmente, un cyborg?
Las respuestas no están claras, todavía, pero el tema ya dejó de ser patrimonio de la ciencia ficción para estar presente en los laboratorios.
Por último, tenemos la terapia génica dirigida que ayuda a caminar nuevamente a ratones completamente paralizados.
Los investigadores han demostrado en ratones una nueva terapia génica que puede regenerar los nervios dañados para que los ratones paralizados vuelvan a caminar. Una lesión completa de la médula espinal resulta, trágicamente, en la parálisis total de todas las extremidades y músculos debajo del sitio de la lesión. Pero ahora, los científicos de EPFL han demostrado en ratones una nueva terapia génica que puede regenerar los nervios y restaurar la capacidad de caminar.
La médula espinal es, para usar un término tecnológico anticuado, la supercarretera de información del cuerpo. Los mensajes entre el cerebro y cualquier otra parte del cuerpo recorren el grueso conjunto de nervios allí a velocidades increíblemente rápidas. Como tal, el daño a este conducto puede ser debilitante, dejando a los pacientes sin sensación o movilidad en las áreas afectadas.
Como era de esperar, encontrar nuevas formas de reparar estas lesiones es un área clave de investigación, con estudios recientes que encuentran cierto éxito usando implantes, evitar el área lesionada, trasplantes de células nerviosas, y proteínas, moléculas o compuestos que ayudan a estimular la regeneración nerviosa. El equipo de EPFL había logrado regenerar fibras nerviosas mediante terapia génica, pero tuvo un éxito limitado.
“Hace cinco años, demostramos que las fibras nerviosas se pueden regenerar luego de lesiones anatómicamente completas de la médula espinal”, dijo Mark Anderson, autor principal del estudio. “Pero también nos dimos cuenta de que esto no era suficiente para restaurar la función motora, ya que las nuevas fibras no se conectaron a los lugares correctos en el otro lado de la lesión”
Para solucionar el problema, los investigadores estudiaron los procesos de reparación natural que tienen lugar después de una lesión parcial de la médula espinal. Utilizando una técnica llamada secuenciación de ARN nuclear unicelular, el equipo identificó los axones específicos que deben repararse para restaurar la función motora, y cómo pueden encontrar el objetivo correcto al otro lado de la lesión.
A partir de este análisis, los investigadores desarrollaron una nueva terapia génica para aumentar la reconexión de los nervios. La terapia activa los programas de crecimiento en ciertas neuronas para regenerar las fibras nerviosas clave, regula las ciertas proteínas que ayudan a las neuronas a crecer a través del tejido dañado, y moléculas agregadas que guían esos nervios regeneradores a sus objetivos en el otro lado.
En pruebas en ratones con lesiones completas de la médula espinal, el equipo descubrió que los animales tratados recuperaron la capacidad de caminar en cuestión de meses, terminando con una marcha similar a la de los ratones que se habían recuperado de una lesión parcial.
Si bien aún queda mucho trabajo por hacer antes de que este tipo de terapia se pueda aplicar a los humanos, el equipo dice que marca un paso clave hacia ese objetivo final.
“Esperamos que nuestra terapia génica actúe sinérgicamente con nuestros otros procedimientos que involucran la estimulación eléctrica de la médula espinal” dijo Grégoire Courtine, autor principal del estudio. “Creemos que una solución completa para tratar la lesión de la médula espinal requerirá ambos enfoques – terapia génica para volver a crecer las fibras nerviosas relevantes, y estimulación espinal para maximizar la capacidad de estas fibras y la médula espinal debajo de la lesión para producir movimiento”
La investigación fue publicada en la revista Ciencias. El equipo describe el trabajo en el video a continuación.
https://www.youtube.com/watch?v=mtPcWBXjOgk
La regeneración a través de lesiones completas de la médula espinal revierte la parálisis en ratones
Fuente: EPFL
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