El control electromagnético bidireccional del hipotálamo regula la alimentación y el metabolismo

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Fisiología
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• El control preciso de la actividad neuronal es crucial para comprender la función cerebral.
• Los métodos existentes a menudo requieren procedimientos invasivos o carecen de especificidad temporal.
• Investigar el control del sistema nervioso central de los procesos metabólicos requiere herramientas avanzadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema no invasivo para la activación y la inhibición neuronales temporales in vivo.
• Estudiar el papel de poblaciones neuronales específicas en la homeostasis de la glucosa y el comportamiento de alimentación.
• Para demostrar la utilidad de la modulación neuronal controlada por ondas magnéticas o de radio.

Principales métodos:

• Se utilizó la expresión dependiente de Cre de un canal vanilloide de potencial receptor transitorio 1 (TRPV1) modificado.
• Utilizó un anticuerpo camélido anti-GFP para vincular la ferritina etiquetada con GFP al TRPV1 para la activación/inhibición remota.
• Neuronas sensibles a la glucosa en el hipotálamo ventromedial de ratones tratados con glucoquinasa.
• Se usan ondas de radio o campos magnéticos para la estimulación neuronal remota.

Principales resultados:

• La activación neuronal en las neuronas sensibles a la glucosa aumentó la glucosa plasmática y el glucagón, disminuyó la insulina y estimuló la alimentación.
• La inhibición neuronal redujo la glucosa en sangre, aumentó la insulina y suprimió la alimentación.
• Demostró que las hormonas pancreáticas median el control del sistema nervioso central de la glucosa en sangre y el comportamiento.

Conclusiones:

• El sistema desarrollado permite una modulación neuronal no invasiva y regulada temporalmente.
• Este método proporciona nuevos conocimientos sobre el control de la homeostasis de la glucosa y la alimentación por parte del sistema nervioso central.
• La técnica evita la necesidad de implantes permanentes y tiene una amplia aplicabilidad para el estudio de los procesos neuronales y la regulación de los tipos de células.