Crean el diagrama de circuito más completo del cerebro de los mamíferos

Un equipo internacional de científicos ha logrado desentrañar el conectoma de un milímetro cúbico del cerebro de un ratón, revelando más de 500 millones de conexiones neuronales esenciales para la percepción visual. Este logro representa el mapeo más detallado hasta la fecha de los circuitos neurales en un cerebro mamífero.

Un estudio publicado recientemente en la revista Nature, que se extendió a lo largo de nueve años y reunió a más de 150 investigadores provenientes de 22 instituciones en el marco del consorcio MICrONS, logró combinar el poder de la Inteligencia Artificial (IA) con la precisión del análisis humano para segmentar y reconstruir digitalmente la compleja red de neuronas. Cada célula fue identificada, trazada y coloreada de manera individual, permitiendo obtener una representación detallada que abarca desde la retina hasta la corteza visual primaria.

Patrón de conexiones sinápticas

Los investigadores, liderados por la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, sometieron a un ratón a estímulos visuales mediante cortos clips de video, un método que permitió capturar patrones de actividad cerebral en tiempo real. Mientras el animal corría en una cinta transportadora y observaba escenas dinámicas, incluyendo secuencias de películas y deportes extremos, un sofisticado sistema tomó lecturas del flujo de iones de calcio, indicador de la actividad neuronal. 

Según una nota de prensa, luego de completar la fase funcional, el cerebro del ratón fue seccionado en aproximadamente 28.000 láminas. Cada corte fue registrado mediante microscopía electrónica, y las imágenes resultantes se integraron en un ensamblaje digital tridimensional.

La innovadora metodología aplicada en este proyecto no solo permitió identificar la estructura de cada neurona, sino también el patrón de sus conexiones sinápticas, creando algo que se conoce como “conectoma”. Este avance es fundamental para profundizar en el estudio de procesos vitales como la visión, la memoria y la navegación en el entorno.

Aplicaciones concretas

Además, los hallazgos abren nuevas posibilidades para investigar trastornos cerebrales como el autismo y la esquizofrenia, donde se sospecha que las anomalías en el cableado neuronal juegan un papel decisivo. También permiten identificar patrones de conectividad anómalos, que pueden ser claves en estas patologías.

La precisión del mapeo posibilita comparar la actividad funcional con la estructura física de las neuronas, haciendo que el conjunto de datos sea una herramienta poderosa para la investigación básica y aplicada. Al mismo tiempo, la disponibilidad pública de este amplio recurso digital impulsará colaboraciones a nivel global y acelerará el desarrollo de nuevas hipótesis en neurociencia.

El impacto de este proyecto es realmente muy amplio, ya que las técnicas perfeccionadas están siendo adaptadas para estudiar conectomas de otras especies, desde insectos hasta primates, e incluso se vislumbran aplicaciones para comprender en mayor profundidad el cerebro humano.