Neurociencia: primer mapa 3D del cerebro de un ratón

Profundizar en el conocimiento de cómo funciona el cerebro es, sin duda, el principal objetivo y desafío de la neurociencia. Y es una meta singularmente compleja, probablemente una de las más difíciles que ha acometido la ciencia en toda su existencia. Así, hoy debería ser, y seguramente lo está siendo, un día de fiesta para todos los profesionales de este campo, puesto que un equipo de investigación ha completado un proyecto que marca un antes y un después en esta disciplina, al haber creado el primer mapa tridimensional completo del cerebro del ratón.

El proyecto, denominado The Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework,  ha sido llevado a cabo, a lo largo de tres años, por un equipo de investigadores del Instituto Allen, una organización no gubernamental y sin ánimo de beneficio, con sede en el estado de Seattle pero presencia en todo el mundo, y que desde el 2003 aborda múltiples áreas de investigación relacionadas con la neurociencia, las células, la inmunología y otras áreas relacionadas.

El modelo tridimensional que han logrado reproducir pretende ser un punto de referencia para la comunidad de neurociencia, dijeron sus creadores. Esto se explica dado que los ratones son ampliamente utilizados en la investigación biomédica. Sus cerebros contienen aproximadamente 100 millones de células repartidas en cientos de regiones diferentes. A medida que los conjuntos de datos de neurociencia se hacen más grandes y complejos, un mapa espacial común del cerebro se vuelve más necesario, al igual que la capacidad de registrar conjuntamente con precisión muchos tipos diferentes de datos en un espacio 3D común para comparar y correlacionar.

Este mapa 3D tiene su origen en una versión parcial que se publicó en 2016 y que mapeó toda la corteza, la capa más externa del cerebro. Las versiones anteriores del atlas eran mapas 3D de menor resolución, mientras que la resolución del modelo actual ya es lo suficientemente buena como para poder localizar las ubicaciones de las células individuales. El último atlas de cerebro completo ha estado disponible abiertamente para la comunidad desde finales de 2017, y varios equipos diferentes de neurociencia ya lo han empleado en sus proyectos e investigaciones.

A excepción de los proyectos mencionados anteriormente, hasta ahora todas los modelos del cerebro que se habían obtenido (tanto de roedores como de otros seres vivos) se habían logrado a base de obtener una muestra que era troceada en capas muy, muy finas. Y una vez completado este proceso, se agrupaban para generar una gran imagen del cerebro. El problema de este método, claro, es que en la práctica hacía imposible poner a prueba las diferentes interacciones entre neuronas, efectos de los neurotransmisores, etcétera. Con un modelo como el que acaban de publicar los investigadores, es de esperar que durante los próximos años la neurociencia experimente grandes avances.

Con respecto a futuras versiones y evoluciones del mapa, los investigadores piensan que están serán llevadas a cabo por sistemas y herramientas basadas en la inteligencia artificial. Este modelo ha sido llevado a cabo de manera «manual», razón por la que ha llevado tanto tiempo. Sin embargo, con la base completada y la información que se obtenga de todos los estudios que se lleven a cabo empleando el mapa, lo más probable es que se puedan emplear funciones de aprendizaje automático para ir mejorando el mapa.

El futuro es muy esperanzador, ya que promete llevar la comprensión del cerebro a un nuevo nivel. Y al hacerlo, los neurocientíficos tendrán una herramienta con la cual desarrollar nuevos programas de investigación y acelerar la investigación que ya está en marcha. El instituto comparó su logro con los esfuerzos de la era de los 90 para secuenciar el ADN de diferentes organismos por primera vez, un proyecto que cambió para siempre la forma en que trabajan los biólogos.