Un equipo de investigadores ha logrado un avance significativo en el campo de la neurociencia al crear el mapa funcional más grande de un cerebro hasta la fecha. Según informó The Associated Press (AP), los científicos utilizaron una diminuta sección del cerebro de un ratón, del tamaño aproximado de una semilla de amapola, para identificar y trazar las conexiones entre 84.000 neuronas.
Este trabajo permitió rastrear cómo estas células se comunican a través de 500 millones de sinapsis, las uniones que permiten la transmisión de señales entre neuronas.
El estudio, publicado en la revista científica Nature, representa un paso crucial hacia la comprensión de los complejos mecanismos del cerebro. Los datos obtenidos han sido organizados en una reconstrucción tridimensional que utiliza colores para diferenciar los circuitos cerebrales.
Un proyecto que combina ciencia y tecnología avanzada
“Definitivamente inspira asombro, como ver imágenes de galaxias. Te das cuenta de lo complejo que es. Estamos observando una pequeña parte del cerebro de un ratón y la belleza y complejidad que se puede apreciar en estas neuronas y los cientos de millones de conexiones entre ellas”, dijo Forrest Collman, del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle, uno de los investigadores principales del estudio.
El proceso de mapeo comenzó con un ratón que observaba fragmentos de la película “The Matrix”, así como de otros largometrajes de ciencia ficción, deportes, animación y naturaleza.
Según reportó AP, un equipo de la Facultad de Medicina de Baylor pudo utilizar a un ratón modificado con un gen que hace que sus neuronas brillen al estar activas, después, científicos emplearon técnicas avanzadas de microscopía para registrar la iluminación de las células individuales.
Posteriormente, expertos del Instituto Allen analizaron el fragmento de tejido cerebral con ayuda de una herramienta que lo dividió en más de 25.000 capas, cada una más delgada que un cabello humano.
“Se pueden hacer miles de hipótesis sobre cómo las células cerebrales podrían hacer su trabajo, pero no se pueden probar esas hipótesis a menos que se conozca quizás la cosa más fundamental: cómo están conectadas entre sí esas células”, detalló Clay Reid, científico del Instituto Allen y quien apoyó a ser pionero en la microscopía electrónica para estudiar las conexiones neuronales.
Según se lee en la revista Nature, el conjunto resultante de datos incluyó 200.000 células y 523 millones de conexiones en la corteza visual primaria, así como las áreas circundantes de un ratón.
Se tomaron casi 100 millones de imágenes de alta resolución de dichas secciones y se iluminaron las fibras, reensamblando minuciosamente los datos en 3D, tal y como reportó AP.
Más de cinco kilómetros en extensión
Si se comparara la extensión de estas conexiones con un cableado eléctrico convencional, mediría más de 5 kilómetros.
Investigadores de Princeton crearon copias digitales de los datos, mismos que pueden utilizar otros científicos para desarrollar nuevos estudios.
Sebastián Seung, neurocientífico informático de Princeton y uno de los principales investigadores del proyecto, señaló que las tecnologías desarrolladas por este estudio darán la primera oportunidad de identificar realmente “algún tipo de patrón anormal de conectividad que dé lugar a un trastorno”.
Mariela Petkova y Gregor Schuhknecht, neurocientíficos de Harvard que no participaron en el proyecto, explicaron durante una entrevista con AP que este trabajo “marca un gran paso adelante y ofrece un recurso comunitario invaluable para futuros descubrimientos”.