Dibujan el mapa completo de conexiones neuronales de un fragmento trozo de cerebro humano
Un milímetro cúbico de tejido cerebral podría parecer insignificante, pero dentro de ese pequeño espacio se encuentran 57.000 células, 230 milímetros de vasos sanguíneos y 150 millones de sinapsis -conexiones neuronales-, equivalentes a 1.400 terabytes de datos. Esto se puede saber ahora gracias a un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y Google que han logrado mapear en 3D con una resolución de conexiones neuronales inigualable un fragmento de la corteza temporal humana, aproximadamente del tamaño de medio grano de arroz.
La investigación, publicada en ‘Science‘ y liderada por Jeff Lichtman, profesor de Biología Molecular y Celular en Harvard, representa el conjunto de datos de conexiones neuronales más grande jamás creado, ofreciendo detalles sin precedentes sobre la estructura del cerebro humano.
El objetivo último de esta colaboración, respaldada por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, es crear un mapa de alta resolución del cableado neuronal completo del cerebro de un ratón, lo que implicaría aproximadamente 1,000 veces la cantidad de datos producidos a partir de este fragmento milimétrico de corteza humana.
Este logro proporciona una visión sin precedentes de la estructura cerebral, identificando incluso formaciones inusuales como conjuntos de axones conectados por hasta 50 sinapsis y extensos verticilos de axones. Sin embargo, dada la naturaleza de la muestra tomada de un paciente con epilepsia, los investigadores aún están explorando si estas formaciones son patológicas o simplemente raras.
El campo de Lichtman, conocido como conectómica, busca crear catálogos completos de la estructura del cerebro, desde las células individuales hasta el cableado. Estos mapas completos ofrecen nuevas perspectivas sobre la función cerebral y las enfermedades neurológicas, áreas que aún están relativamente poco comprendidas por la ciencia.
Herramientas públicas
Los algoritmos de inteligencia artificial de vanguardia de Google han sido fundamentales en esta investigación, permitiendo la reconstrucción y el mapeo del tejido cerebral en tres dimensiones. Además, el equipo ha desarrollado herramientas públicas que los investigadores pueden utilizar para examinar y anotar el conectoma.
Este hito marca un paso importante hacia una comprensión más profunda del cerebro humano y abre nuevas posibilidades para la investigación en neurociencia. Los próximos pasos del equipo se centran en abordar la formación del hipocampo del ratón, un área crucial para la memoria y las enfermedades neurológicas.
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