Un avance revolucionario en la neurociencia ha sido logrado por un equipo de más de 150 científicos del proyecto MICrONS. Por primera vez, se ha creado un mapa de alta resolución de las conexiones neuronales de un cerebro de ratón a partir de una muestra de tejido que no supera el tamaño de una semilla de chía. Este mapa, que abarca alrededor de 84.000 neuronas y 500 millones de sinapsis, representa un hito para la ciencia, comparable a los logros del Proyecto Genoma Humano.

Un atlas de alta resolución para comprender el cerebro

Durante más de siete años de trabajo, los investigadores utilizaron tecnologías de inteligencia artificial y microscopía avanzada para analizar un milímetro cúbico de corteza visual del cerebro de un ratón. Este esfuerzo ha permitido crear un diagrama que mapea las conexiones cerebrales en una resolución nunca antes alcanzada, y los datos están disponibles gratuitamente a través del Explorador MICrONS.

Este mapa no solo tiene implicaciones para la neurociencia básica, sino que también ofrece nuevas perspectivas sobre trastornos como el Alzhéimer, Párkinson, autismo y esquizofrenia, que están relacionados con disfunciones en la comunicación entre las células cerebrales. Los científicos comparan este avance con tener un “mapa de Google” del cerebro que podría ser utilizado para identificar diferencias entre cerebros sanos y enfermos.

Un modelo para entender el pensamiento y la conciencia

Según Nuno da Costa del Instituto Allen, el nuevo mapa permite a los científicos tener un plano de un circuito cerebral, lo que facilitará el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cerebrales. Esta herramienta puede ser clave para entender los orígenes del pensamiento, la emoción y la conciencia. Además, el descubrimiento de un nuevo principio de inhibición neuronal podría transformar nuestra comprensión sobre cómo las células inhibidoras coordinan la actividad cerebral.

La importancia del uso de IA en la neurociencia

Para reconstruir las conexiones neuronales, los investigadores de la Universidad de Princeton aplicaron aprendizaje automático a las imágenes obtenidas por microscopios electrónicos. Este enfoque innovador permitió reconstruir el volumen tridimensional de la corteza visual del ratón, revelando más de 200,000 células y 523 millones de sinapsis, lo que representa una cantidad sorprendente de datos para el análisis de la conectividad neuronal.

El futuro de la neurociencia: nuevos desafíos y posibilidades

Aunque este descubrimiento es un gran paso, los científicos siguen trabajando para expandir este mapa a todo el cerebro del ratón. Con el programa BRAIN Connects de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), se espera que en los próximos cinco años se pueda obtener un mapa completo del cerebro de un ratón. Este esfuerzo podría revolucionar la investigación sobre el cerebro y abrir nuevas posibilidades para el tratamiento de enfermedades neurológicas.

Avances previos en neurociencia

Este mapa se suma a otros avances significativos en la ciencia del cerebro, como el conectoma completo de la mosca del vinagre y la reconstrucción 3D de un trozo de corteza humana. Sin embargo, los expertos consideran que este último descubrimiento, el más grande y detallado hasta la fecha, marca un punto de inflexión en la comprensión de la estructura y el funcionamiento del cerebro.

Según Juan Lerma, del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH), este avance podría ser crucial no solo para la ciencia, sino también para el desarrollo de modelos de inteligencia artificial basados en redes neuronales, que podrían mejorar la comprensión de las enfermedades cerebrales y la inteligencia artificial en el futuro.