El cerebro es el órgano rector del cuerpo y desde la cúspide de la cabeza dirige todas las funciones, voluntarias e involuntarias. Permite el lenguaje, el aprendizaje, la memoria. También activa los sentidos y los sentimientos. Controla, sin darnos cuenta, los latidos del corazón, la respiración y la digestión; la vigilia, el descanso. El cerebro es una caja de sorpresas que alberga un sinfín de misterios y potencialidades, desvelados en parte, por científicos de la Universidad de Harvard y Google.
El equipo de 30 investigadores encontró un mundo de información valiosa en apenas un milímetro cúbico de cerebro humano. A partir de esa pequeñísima muestra elaboraron un complicado mapa de cada célula y conexión sináptica (transmisión de los impulsos nerviosos entre dos neuronas). Durante un año de investigaciones.
Señalan los científicos que se trata de la muestra más grande de tejido cerebral fotografiado y reconstruido con este nivel de detalle, en cualquier especie. Y el primer estudio a gran escala de la conectividad sináptica.
La región mapeada abarca las diversas capas y tipos de células de la corteza cerebral. Una región de tejido asociada con la cognición de nivel superior, como el pensamiento, la planificación y el habla.
Además de apuntar al cerebro humano, en sí mismo notable y fascinante, el nuevo mapa incluye decenas de miles de neuronas y 130 millones de sinapsis. Ocupa 1,4 petabytes de espacio en disco, algo más de lo que ocupan 10 años de imágenes satelitales de la Tierra recopiladas por la NASA, destaca Singularity Hub.
Las colecciones de imágenes cerebrales en las escalas más pequeñas son como «un mundo en un grano de arena», dijo Clay Reid, del Instituto Allen, a Nature, citando a William Blake en referencia a un mapa anterior del cerebro del ratón.
Qué capacidad y qué perfección la del cerebro humano, ¿acaso la tesis evolucionista se tropezará con la de la creación?
Harvard y Google desvelan el cerebro en sus capacidades
Toda esa exploración, sin embargo, es solo una millonésima parte del cerebro humano. Es decir, todavía faltan años para un mapa igualmente detallado del universo cerebral. Aún así, un mapa de esta escala y detalle hubiera sido inimaginable hace unas décadas.
Pero, ¿cómo se llegó a esto? Científicos de Harvard y Google obtuvieron la pequeñísima parte de la corteza del cerebro de una mujer de 45 años que se había sometido a una operación para la epilepsia.
El estudio explica que una vez extraída, la muestra se conservó adecuadamente. Se trató con metales pesados para dar color a las estructuras celulares, y pudieran así ser observadas.
La muestra se cortó en 5.000 piezas delgadas y se obtuvieron imágenes de todas ellas usando potentes microscopios electrónicos. Capaces de observar estructuras celulares a una resolución de 4 nanómetros (un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro).
Las 225 millones de imágenes 2D individuales obtenidas de esa forma se alinearon. Luego se unieron computacionalmente en una representación digital tridimensional de la muestra cerebral, a la que han llamado H01 (muestra humana 01). Potentes algoritmos de aprendizaje automático segmentaron las células y clasificaron sinapsis, axones, dendritas y otras estructuras. Para obtener una instantánea digital de 50.000 células en 3D con sus 130 millones de conexiones entre ellas. Y dar con el mapa de este grano de cerebro humano que ocupa 1,4 petabytes.
Tan sorprendente como cautivador.
Caminos abiertos para otros hallazgos
La corteza cerebral juega un papel crucial en la mayoría de las funciones cognitivas de nivel superior. Como el pensamiento, la memoria, la planificación, la percepción, el lenguaje y la atención.
Hay algunos avances en la comprensión de la organización macroscópica de este tejido tan complicado. Pero su organización a nivel de las células nerviosas individuales y sus sinapsis interconectadas es en gran parte desconocida, destacan los investigadores.
Por eso estos científicos de Harvard y Google esperan que este mapa cerebral insólito proporcione nuevos conocimientos sobre cómo funciona el cerebro. Desde el pensamiento hasta las emociones y la memoria, y cómo diagnosticar y tratar mejor los trastornos cerebrales.
También advierten, según Tendencias 21, que siguen existiendo serios desafíos técnicos para ampliar la cartografía cerebral a nivel de sinapsis en un cerebro de ratón completo. 500 veces más grande que el mapa obtenido en esta investigación, por lo que resulta mucho más complicado conseguir lo mismo de un cerebro humano completo.
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