Científicos logran reconstruir el mapa más detallado del cerebro humano

Un milímetro cúbico de tejido del cerebro de un ser humano puede no parecer mucho. Sin embargo, este pequeño cuadrado contiene 57.000 células y 150 millones de sinapsis y esto equivale a 1.400 terabytes de datos, es decir, los datos que caben en la memoria de 22.000 teléfonos inteligente de alta gama.

Por esa razón, investigadores de la Universidad de Harvard y de la multinacional Google acaban de lograr un avance enorme en el campo de la ciencia, porque, por primera vez, han reconstruido, en tres dimensiones, la estructura interna de un cerebro humano.

Este es el primer "mapa" que muestra, con un detalle sin precedentes. Cada célula cerebral y su red de conexiones neuronales en un trozo de corteza temporal humana que tiene, de forma aproximada, la mitad del tamaño de un grano de arroz. Este equipo de Harvard ha sido dirigido por Jeff Lichtman, y sus resultados se publican en la revista Science.

Proyecto pionero

Este proyecto pionero, en el que ha colaborado Google, ha tardado en completarse casi 10 años, porque combinan las imágenes de microscopía electrónica de Lichtman con algoritmos de inteligencia artificial para codificar por colores y reconstruir el cableado extremadamente complejo de los cerebros de los mamíferos.

El objetivo final de esta colaboración, que cuenta con el apoyo financiero de la administración de Estados Unidos, es crear un mapa de alta resolución del cableado neuronal completo del cerebro de un ratón, lo que implicaría alrededor de 1.000 veces la cantidad de datos que acaban de producir a partir este trozo milimétrico de corteza humana.

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"La palabra 'fragmento' es irónica", explica el profesor Lichtman, "ya que un terabyte es, para la mayoría de las personas, gigantesco, pero un fragmento de un cerebro humano, solo un minúsculo diminuto pedacito de cerebro humano sigue ocupando miles de terabytes".

Novedades nunca vistas

Este último mapa publicado en Science contiene detalles nunca antes vistos de la estructura del cerebro, incluido un raro, pero poderoso conjunto de axones conectados por hasta 50 sinapsis.

Este equipo también ha detectado "rarezas" en el tejido, como una pequeña cantidad de axones que formaban extensos verticilos. Dado que su muestra fue tomada de un paciente con epilepsia, no están seguros de si estas formaciones inusuales son patológicas o simplemente raras.

Aplicaciones médicas

La creación de este catálogo completo de la estructura del cerebro permite la obtención de nuevos conocimientos sobre la función y las enfermedades cerebrales, sobre las que los científicos todavía saben muy poco.

Los algoritmos de inteligencia artificial de última generación de Google permiten la reconstrucción y el mapeo del tejido cerebral en tres dimensiones. A continuación, este equipo abordará la formación del hipocampo del ratón, que es importante para la neurociencia por su papel en la memoria y las enfermedades neurológicas.

"Son resultados de manera que cualquiera pueda beneficiarse de ellos", subraya Viren Jain, colaborador de Google Research.