Por: Gabriela Jiménez Ramírez
Científicos del proyecto MICrONS lograron hacer una cartografía precisa de un milímetro cúbico del cerebro de un ratón, revelando 84.000 neuronas y 500 millones de sinapsis que podrían transformar la neurociencia moderna.
Este estudio, publicado en Nature y Nature Methods, marca un hito en la neurociencia, con implicaciones para el estudio del alzheimer, párkinson y la esquizofrenia.
A partir de una diminuta muestra de tejido, no mayor que una semilla de chía, científicos alcanzaron dibujar un mapa de alta resolución de la estructura y las conexiones entre las células cerebrales de un ratón.
Este mapa, desarrollado por más de 150 neurocientíficos e investigadores de diversas instituciones, ofrece una imagen tridimensional del cableado cerebral y datos funcionales.
Para estos estudios de MICrONS, se utilizaron herramientas de inteligencia artificial y técnicas avanzadas de microscopía electrónica.
Este proyecto es comparable al del Proyecto Genoma Humano, señala David A. Markowitz, coordinador del trabajo.
«Si tienes una radio averiada y tienes el diagrama del circuito, estarás en mejor posición para arreglarla», apunta en un comunicado Nuno da Costa, del Instituto estadounidense Allen.
«Estamos describiendo una especie de ‘mapa de Google’ o plano de este grano de arena. En el futuro, podremos usarlo para comparar el cableado cerebral de un ratón sano con el de un modelo de enfermedad».
La Metodología
Para completar el atlas, científicos de la Escuela de Medicina de Baylor, en Estados Unidos, utilizaron microscopios especializados para registrar la actividad cerebral del ratón mientras este veía diversos videos.
Luego, investigadores del Instituto Allen tomaron ese milímetro cúbico del cerebro estudiado y lo dividieron en más de 25.000 finísimas capas, y usaron una serie de microscopios electrónicos para recoger imágenes de alta resolución.
Finalmente, otro equipo de la Universidad de Princeton, también de Estados Unidos, utilizó inteligencia artificial y aprendizaje automático para reconstruir las células y conexiones en un volumen tridimensional.
El resultado es el diagrama del cableado y mapa funcional del cerebro más grande hasta la fecha, con más de 200.000 células –84.000 neuronas–, cuatro kilómetros de axones (ramificaciones que se conectan con otras células) y 523 millones de sinapsis (puntos de conexión entre las células).
Uno de los hallazgos más sorprendentes fue el descubrimiento de un nuevo principio de inhibición neuronal selectiva, que revela cómo ciertas células inhibidoras no actúan de forma aleatoria, sino que eligen con precisión sus objetivos excitadores, generando una red de coordinación sofisticada.
Retos y Avances
Si bien esta investigación es importante, se necesitan mapas más amplios para estudiar circuitos completos.
Los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses impulsan el programa BRAIN Connects, con el fin de que en los próximos cuatro años se pueda romper las barreras tecnológicas que impedirían hacer un cerebro de ratón completo, comentó Forrest Collman, del Instituto Allen.
