Disolver las conexiones entre el cerebro y el intestino

Los ingenieros del MIT han desarrollado una tecnología innovadora para estudiar los circuitos neuronales responsables de regular el hambre, el estado de ánimo y diversas enfermedades.

El cerebro y el sistema digestivo están en constante comunicación, transmitiendo señales que regulan la ingesta de alimentos y diversos comportamientos. Esta compleja red de comunicación también afecta a nuestro bienestar psicológico y está asociada a numerosos trastornos neurológicos.

Los investigadores del MIT han desarrollado una tecnología novedosa que utiliza fibras integradas en sensores y estimulación optogenética para manipular los circuitos neuronales que conectan el intestino y el cerebro de los ratones. Los investigadores provocaron comportamientos de saciedad o recompensa en ratones mediante la manipulación de células intestinales, con el objetivo de futuros estudios para explorar los vínculos entre la salud digestiva y las afecciones neurológicas como el autismo y la enfermedad de Parkinson.

La conexión cerebro-cuerpo

Los investigadores desarrollaron una interfaz electrónica flexible hecha de finos filamentos de polímero fabricados mediante estirado térmico, en la que se pueden incrustar electrodos, sensores de temperatura, dispositivos emisores de luz a microescala para la estimulación optogenética y canales microfluídicos para la administración de fármacos. Estas fibras tienen propiedades mecánicas personalizables que se adaptan a diferentes partes del cuerpo, tales como: B. Fibras más rígidas para una entrada profunda en el cerebro y fibras de goma delicadas pero duraderas para los órganos digestivos, lo que garantiza la compatibilidad a pesar del difícil entorno digestivo sin dañar el revestimiento de los órganos. Además, las fibras están diseñadas para permitir el control inalámbrico, lo que permite conectar temporalmente un circuito de control externo al animal durante los experimentos.

comportamiento al volante

Usando la interfaz, los investigadores manipularon el intestino y el cerebro para afectar el comportamiento. Estimularon la liberación de dopamina en el área tegmental ventral (VTA) del cerebro, lo que provocó que los ratones buscaran una cámara específica para la recompensa de dopamina. Además, indujeron el mismo comportamiento de búsqueda de recompensas sin sacarosa al liberar sacarosa en el intestino o al estimular las terminaciones nerviosas intestinales conectadas al nervio vago. Los investigadores probaron el control de la fibra sobre el comportamiento alimentario. Descubrieron que la estimulación optogenética de las células productoras de colecistoquinina suprimía el apetito en animales en ayunas y que la estimulación de las células que producen PYY suprimía el apetito después de comer alimentos ricos.

Los investigadores quieren utilizar la interfaz para estudiar trastornos neurológicos relacionados con la conexión intestino-cerebro. Por ejemplo, su objetivo es investigar la mayor prevalencia de disfunción gastrointestinal en niños autistas y los riesgos genéticos compartidos entre la ansiedad y el síndrome del intestino irritable.