Los ratones con cerebros híbridos pueden percibir el mundo utilizando el sentido del olfato de una rata

Los investigadores han cultivado ratones con cerebros fabricados en parte a partir de células de rata, lo que les permite oler el mundo a través del sistema nervioso de otro animal.

Es la primera vez que un animal utiliza los sentidos de otra persona para detectar y responder a su entorno, lo que demuestra cuán adaptable es el cerebro al aceptar diferentes tipos de células cerebrales.

El equipo estadounidense dice que los hallazgos podrían ayudar a identificar similitudes en cómo se desarrollan, cambian y reparan los cerebros en diferentes especies. Podría beneficiar potencialmente la investigación sobre interfaces hombre-máquina o el trasplante de células madre.

«Actualmente, los investigadores están trasplantando células madre y neuronas a personas con enfermedad de Parkinson y epilepsia». Él dice La genetista Christine Baldwin del Instituto de Investigación Scripps de Estados Unidos.

«Al utilizar modelos cerebrales híbridos, podemos comenzar a obtener algunas respuestas a un ritmo más rápido que los ensayos clínicos».

Anteriormente, los investigadores habían creado cerebros híbridos transfiriendo neuronas o pequeñas estructuras similares a cerebros llamadas orgánulos de un tipo a otro, como Tejido de rata trasplantado a ratones. Sin embargo, estos métodos tenían limitaciones porque las células agregadas no siempre se conectaban correctamente con el cerebro existente.

Baldwin y sus colegas querían saber si podían crear circuitos neuronales artificiales de dos tipos diferentes que funcionaran juntos en un cerebro vivo.

Usando una técnica llamada Blastocisto Para complementar esto, introdujeron células madre de ratones en embriones de ratón poco después de la fertilización, permitiendo que el ratón y las células del ratón crecieran y se integraran de forma natural. Es la primera vez que este proceso específico logra producir cerebros híbridos elaborados a partir de células derivadas de dos especies diferentes.

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Sorprendentemente, el entorno del cerebro de rata cambió el momento del desarrollo neuronal en ratas y apoyó las conexiones sinápticas entre las neuronas de rata y ratón, a pesar de que las ratas y los ratones evolucionaron por separado durante millones de años y tienen diferencias en el tamaño del cerebro.

«Se pueden ver células de rata en casi todo el cerebro del ratón, lo cual nos sorprendió un poco», dijo Baldwin. El explica. «Esto nos dice que existen pocas barreras a la entrada, lo que sugiere que muchos tipos de neuronas en ratones pueden ser reemplazadas por neuronas similares en ratones».

Cerebro híbrido que muestra centros de procesamiento de olores (estructuras circulares). Las neuronas de ratón se muestran en rojo y el verde muestra neuronas de ratón. (Ben Thrush/Universidad de Columbia)

Cuando las neuronas de los ratones responsables del olfato fueron apagadas o muertas, las neuronas de los ratones tomaron el control y ayudaron al cerebro a procesar los olores y encontrar comida.

«Escondimos una galleta en cada jaula de ratón y nos sorprendió mucho cuando pudieron encontrarla en las neuronas de los ratones», dijo Baldwin. Él dice.

Curiosamente, la retención de neuronas muertas y silenciosas todavía tiene un impacto en el comportamiento de los animales. Los ratones con neuronas olfativas defectuosas tuvieron más dificultades para encontrar galletas escondidas que los ratones cuyas neuronas olfativas fueron diseñadas para desaparecer por completo durante el desarrollo.

«Si desea un reemplazo funcional, es posible que necesite descargar las neuronas disfuncionales que están allí», Baldwin Ella sugiere«Este puede ser el caso de algunas enfermedades neurodegenerativas y también de algunos trastornos del desarrollo neurológico como el autismo y la esquizofrenia».

Aunque los resultados son prometedores, necesitaremos más investigación para comprender las implicaciones de la integración neuronal entre especies y aprovechar su potencial.

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Un problema con el nuevo sistema cerebral híbrido es que las células de los ratones están dispersas aleatoriamente, lo que dificulta la aplicación del método a otros sistemas cerebrales.

El equipo de Baldwin está trabajando para dirigir estas células para que se vuelvan de tipo específico, lo que podría mejorar la precisión experimental. Si tiene éxito, este método podría conducir a cerebros híbridos con neuronas primarias.

«Esto nos ayudaría a acercarnos a la comprensión de las enfermedades humanas», dijo Baldwin. Él dice.

La investigación fue publicada en celúla.

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