Científicos logran primer mapa tridimensional del cerebro de un mamífero: un avance que se creía imposible

En un avance científico sin precedentes, un equipo internacional de más de 150 científicos ha logrado cartografiar con precisión un fragmento del cerebro de un ratón, creando el primer mapa tridimensional completo del sistema neuronal de un mamífero. El trabajo, que ha sido presentado en varios artículos de la prestigiosa revista Nature, representa un salto significativo en el entendimiento del cerebro y sus complejas redes.

Este mapa cerebral detalla la forma, función y actividad de más de 84.000 neuronas conectadas por más de 500 millones de sinapsis, en un fragmento microscópico de tejido del tamaño de un grano de arena. En total, este pequeño segmento contenía 5,4 kilómetros de cableado neuronal, lo que equivale a casi una vez y media la longitud del Central Park en Nueva York.

UNA DÉCADA DE TRABAJO

El proyecto —conocido como MICrONS (Inteligencia Artificial a partir de Redes Corticales)— es el resultado de casi diez años de investigación liderada por el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro, el Baylor College of Medicine y la Universidad de Princeton.

Para lograr este mapa, los científicos utilizaron microscopía avanzada y técnicas de inteligencia artificial para registrar la actividad cerebral de un ratón despierto, mientras visualizaba escenas de películas como Matrix y Mad Max: Furia en la Carretera, así como deportes extremos.

Posteriormente, tras sacrificar al ratón, el cerebro fue seccionado en más de 28.000 capas, cada una de 1/400 del grosor de un cabello humano, que fueron fotografiadas, analizadas y reconstruidas digitalmente por un equipo de Universidad de Princeton en Nueva Jersey.

Luego, un equipo de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey implementó herramientas de aprendizaje automático e inteligencia artificial para trazar el contorno de cada neurona a través de los cortes, coloreándolas para iluminarlas individualmente en un proceso llamado segmentación. La información generada por IA es validada o revisada por los científicos involucrados, un proceso que aún continúa.

El trabajo ha culminado en una visión unificada de lo que los científicos llaman el “conectoma” del cerebro del ratón, que muestra cómo se organizan partes específicas del cerebro del ratón y ofrece información sobre cómo trabajan juntos los diferentes tipos de células.

“El conectoma es el comienzo de la transformación digital de la ciencia del cerebro”, explicó el Dr. Sebastian Seung, de la Universidad de Princeton. La base de datos generada contiene 1,6 petabytes de información, lo equivalente a 22 años de video HD sin pausas, y ya está disponible de forma pública para la comunidad científica.

PARECÍA UN SUEÑO IMPOSIBLE

Durante décadas, mapear el cerebro de un mamífero con este nivel de detalle fue considerado un desafío insuperable. Incluso el biólogo molecular Francis Crick, quien describió la estructura del ADN, pensó que una hazaña así era inalcanzable. Hoy, la ciencia demuestra lo contrario.

Este avance se basa en logros anteriores como el mapeo completo del cerebro de la mosca de la fruta y del gusano C. elegans. No obstante, el cerebro de ratón es muchísimo más complejo: 20 veces más grande que el de una mosca y con una organización neuronal mucho más sofisticada.

Aunque el mapeo completo del cerebro humano aún está lejos —ya que este es unas 1500 veces más grande que el de un ratón—, los científicos ven este logro como el primer paso hacia ese ambicioso objetivo.

NUEVAS OPORTUNIDADES PARA ESTUDIAR EL ALZHEIMER

La región mapeada corresponde al neocórtex visual, una parte clave en el procesamiento de estímulos visuales y funciones cognitivas superiores como el lenguaje, la planificación y la toma de decisiones.

Este mapa abre la puerta a nuevas investigaciones sobre enfermedades neurológicas como el Alzheimer, Parkinson, autismo y esquizofrenia, donde se sabe que ocurren alteraciones en la conectividad cerebral. Comparar cerebros sanos y enfermos a este nivel podría revelar patrones que antes eran imposibles de observar.

“Es como tener el plano de una radio para entender por qué no funciona”, señaló el Dr. Nuno Maçarico da Costa, del Instituto Allen.

MIRA LATINA NOTICIAS 24/7