Literalmente na porta ao lado do meu laboratório, o grupo liderado pelo Ed Boyden está, também literalmente, a iluminar mentes. Mentes, bem, talvez seja um pouco mediático de mais; rigorosamente está a iluminar células do cérebro. Ainda há muito que nos falta conhecer, para entendermos o funcionamento do nosso organismo, mas talvez aquilo que mais no escapa são os meandros do cérebro. Estamos longe de o perceber, e muito mais longe ainda de o manipular, pelo menos de forma física, já que de forma psicológica, de Kubrik a Estaline há exemplos de sobra.

O campo é a optogenómica, ou seja, utilizar a engenharia genética para introduzir nas células elementos capazes de reagir à luz. Neste subcampo específico da aplicação à neurociência, o objectivo é controlar neurónios com luz. O diagrama abaixo explica como se faz a experiência num rato.

Primeiro, obtém-se o gene que codifica uma opsina (proteína do tipo das que temos nas células da retina, que reagem à luz). Esse gene é depois introduzido no genoma de um lentivirus, o qual é administrado ao animal. O virus infecta neurónios e modifica o código genético destes, introduzindo uma cópia do gene que codifica a bactéria. Se a operação tiver sucesso, o rato continua vivo, mas agora os seus neurónios exprimem a tal proteína. Especificamente, este tipo de proteínas são canais activados por luz, abrindo ou fechando, deixando, ou não, passar iões. Parte da comunicação neuronal dá-se precisamente pela abertura e fecho destes canais. Estas opsinas tornam-se assim em interruptores neuronais, controláveis pelo experimentalista. A única coisa necessária é uma “lanterna”, que se introduz no crâneo do rato.

Silenciamento selectivo the neurónios com luz vermelha ou azul.

Para além de estímulos eléctricos e químicos, esta é mais uma tecnologia que pretende manipular a maquinaria cerebral. À partida, tem a vantagem de poder activar ou desactivar um neurónio de cada vez, sem perturbar outras propriedades. Uma das doenças que se pretende estudar com esta técnica é a epilepsia, que se caracteriza por uma hiperactividade dos neurónios de certas zonas do cérebro. Este controlo remoto poderá servir para silenciar os neurónios hiperactivos durante um ataque epiléptico.

Figuras retiradas de:
[1] Illuminating the Brain, Nature 465, 26–28 (2010)
[2] High-performance genetically targetable optical neural silencing by light-driven proton pumps Nature 463, 98–102 (2010)