“Un pequeño paso para el hombre, un gran salto para la humanidad”, dijo Neil Armstrong al llegar a la Luna. Esta frase icónica cobra un nuevo significado ante la construcción más grande del mapa cerebral, jamás creado, que muestra la actividad neuronal de los mamíferos. Con un fondo negro y una gama de colores que incluye rosa, azul, amarillo, violeta y verde, el diagrama fue calificado por la comunidad científica como un “logro histórico”.
El mapa fue construido a partir de un trozo del cerebro de un ratón, apenas un cúbico de su corteza cerebral. Sin embargo, para la ciencia ha sido suficiente para emprender un camino nunca antes explorado hacia la comprensión de la mente humana.
El modelo 3D de alta resolución contiene más de 200,000 células cerebrales, de las cuales alrededor de 82,000 son neuronas. Además, incluye más de 500 millones de puntos de conexión neuronal llamados sinapsis y más de 4 kilómetros de cableado, todo ello ubicado en un diminuto bloque de tejido en una región cerebral relacionada con la visión.
“El único mapa cerebral de escala comparable es el de un milímetro cúbico de cerebro humano, que incluía 16,000 neuronas y 150 millones de sinapsis. Este diagrama marca un hito en la conectómica, un campo que busca mostrar cómo el cerebro procesa y organiza la información”, explica Nature en un artículo, en el que compartió la imagen.
En contexto, las principales células cerebrales son las neuronas y células gliales. Las primeras son las células básicas del sistema nervioso, mientras que las segundas las protegen y apoyan. Este mapa fue elaborado gracias al esfuerzo de más de 150 investigadores del denominado proyecto “MICrONS (Inteligencia Artificial a partir de Redes Corticales)”.
“Los datos son realmente una belleza asombrosa. Observarlos realmente te maravilla ante la complejidad del cerebro, algo muy similar al ver las estrellas en la noche”, señala Forrest Collman, neurocientífico del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle, Washington, Estados Unidos.
Para crear este diagrama, el grupo de científicos registró primero la activación de casi 76,000 neuronas en la corteza visual de un ratón mientras veía varios videos, como fragmentos de Matrix, durante dos horas. A continuación, cortaron un milímetro cúbico del cerebro del ratón en miles de cortes de tejido, cada uno de aproximadamente una cuatrocientosésima parte (400) del grosor de un cabello humano.
Posteriormente, los investigadores fotografiaron cada corte y ensamblaron las imágenes en un mapa 3D. Finalmente, utilizaron inteligencia artificial (IA) y algoritmos de aprendizaje automático para anotar las neuronas, sus proyecciones de ramificación y sus sinapsis.
“El trabajo arrojó información sobre las reglas básicas que configuran los circuitos neuronales en el cerebro del ratón. Por ejemplo, los autores descubrieron que las neuronas de la corteza que responden a características visuales similares, como ciertas formas y direcciones de movimiento, suelen formar más conexiones entre sí, independientemente de la distancia entre ellas, que con neuronas especializadas en un tipo de característica diferente”, agrega Nature.
Si bien el mapa recién publicado solo cubre alrededor del 0.2 por ciento del cerebro del animal, el equipo de MICrONS probará las tecnologías para mapear todo el cerebro del mamífero en un futuro. N
