El celebru de los mamíferos tien nel momentu de la nacencia redes neuronales inmadures, que se modificar a lo llargo del desenvolvimientu hasta llograr el so funcionalidad definitiva. Esti procesu ye conocíu como maduración de los circuitos neuronales. Una investigación liderada pola Universidá d'Uviéu consiguió predicir, en cultivos celulares, el desenvolvimientu y comportamientu d'estes redes neuronales, lo que puede resultar d'utilidá nel diseñu de fármacos para enfermedaes como la epilepsia, la esclerosis múltiple, la esclerosis llateral amiotrófica, el párkinson o l'alzheimer.

 

El investigadores de la Universidá d'Uviéu llegaron a esta conclusión n'analizando la evolución de l'actividá eléctrica de neurones corticales de mure que se desenvuelven en vitro. Para ello, los científicos de la institución académica asturiana emplegaron un novedosu enfoque metodolóxicu que combina l'usu de microchips (Mexes), que dexaron rexistrar l'actividá eléctrica neuronal, y técniques de machine learning d'analises de datos. La conxunción de dambos procedimientos refundió una conclusión bien interesante y ye que el patrones iniciales de l'actividá eléctrica neuronal pueden predeterminar l'actividá de les redes neuronales madures. El trabayu, participáu por investigadores del Institutu Universitariu de Biotecnoloxía d'Asturies (IUBA), de la Área de Proyectos d'Inxeniería (API), del Departamentu de Bioquímica y Bioloxía Molecular y del Departamentu de Psicoloxía, foi publicáu apocayá na revista Scientific Reports, del Grupu Nature. 

 

Antonello Novelli, profesor de la Facultá de Psicoloxía y firmante del artículu, destaca que les resultancies del estudiu demuestren que ye posible conocer como van ser les conexones definitives ente neurones en cultivu nel llaboratoriu a partir de les sos primeres fases de desenvolvimientu "Comprobemos  –esplica l'investigador—que, magar esiste variabilidá nos parámetros electrofisiológicos ente los distintos cultivos, ye posible predicir en gran parte la evolución de l'actividá eléctrica d'estos cultivos nes distintes etapes del so desenvolvimientu".  

 

¿Qué aplicaciones puede tener l'afayu?

El profesor Novelli suxure qu'estes técniques podríen aplicase nel estudiu de neurofármacos pa patoloxíes como la epilepsia o enfermedaes inflamatorias o neurodegenerativas. Amás, y este ye un aspeutu importante de la investigación, la predicción de los valores que va algamar la respuesta neuronal nuna esperimentación va dexar aumentar la precisión na interpretación de les resultancies que se van llograr en cada esperimentu.    

 

Anque l'estudiu nun entra a analizar esti estremu, Novelli destaca qu'esti afayu avéranos un pocu más a la medicina personalizada, un campu cada vez más estudiáu y con un gran futuru. "Tolos seres humanos somos distintos y el patrones de desenvolvimientu d'una hipotética enfermedá tamién difieren en función de cada individuu. Nel futuru, podría predicise la meyora de la enfermedá y el so comportamientu y definir biomarcadores personalizaos que nos dexaren utilizar fármacos específicos pa llograr la meyor respuesta al tratamientu", sorraya. Antonello Novelli apunta amás otra posible aplicación nel campu de los trestornos del espectru autista (TEA). "Güei sabemos que non tolos neños con TEA consiguen desenvolver les mesmes capacidaes. Ye posible que nun futuru podamos predicir tamién les posibilidaes de desenvolvimientu de les capacidaes de cada neñu en función de la evolución de los sos patrones electroencefalográficos", indica. 

 

¿Cómo se llevó a cabu l'estudiu?

Pa llevar a cabu esti trabayu, el investigadores clasificaron l'actividá bonal de les neurones corticales en cultivu en base a 18 parámetros electrofisiológicos rellacionaos con variables particularmente relevantes de l'actividá neuronal. Ente estes variables, l'analís de minería de datos identificó'l grau de sincronización de l'actividá eléctrica neuronal y la presencia de rabaseres de potenciales d'acción, tamién llamaos bursts, ente aquelles que definíen en mayor grau l'actividá neuronal de trés etapes del desenvolvimientu tempranu de les neurones en cultivu. 

 

Sobro la base d'estes resultancies, aplicáronse técniques d'analises de clustering que tamién dexaron identificar grupos de redes neuronales con patrones de desenvolvimientu claramente estremaos, según cualos fueren los valores de felicidaes característiques electrofisiológicas al entamu del cultivu. Amás, l'usu de modelos de machine learning acotó que puede predicise con gran precisión los valores de variables de rabaseres y del grau de sincronización na tercer selmana en cultivu a partir de los valores iniciales.