Un proyecto innovador de la Universidad de Harvard y Google ha producido el mapa más detallado de las conexiones del cerebro humano hasta la fecha. Este avance se centra en un milímetro cúbico de corteza cerebral, extraído de un paciente durante una cirugía de epilepsia en 2014. Durante más de una década, un equipo de biólogos y expertos en aprendizaje automático analizó cuidadosamente esta muestra de células pequeñas, con alrededor de 57.000 células y 150 millones de sinapsis. . Su trabajo marca un avance importante en la ciencia del cerebro y proporciona información sin precedentes sobre cómo funciona el cerebro.
Técnicas avanzadas de mapeo
Método comenzó tiñendo las células cerebrales utilizando metales pesados, que se unen a la membrana lipídica de las células, haciéndolas visibles bajo un microscopio electrónico. Luego, las células se incrustaron en resina y se cortaron en rodajas muy finas, cada una de sólo 34 nanómetros. Este método transformó un problema 3D complejo en uno 2D más manejable, lo que resultó en una gran recopilación de datos de 1,4 petabytes. Para combinar estos cortes 2D en un modelo 3D coherente, el equipo utilizó técnicas de aprendizaje automático desarrolladas en colaboración con Google. Esto incluyó alinear las imágenes y segmentar automáticamente los diferentes tipos de células, aunque fueron necesarios ajustes manuales para mejorar la precisión de estos segmentos.
Conceptos y problemas
El mapa resultante revela una gran cantidad de información sobre la estructura de las células cerebrales. Identificó neuronas con más de 50 sinapsis, un hecho que antes se pasaba por alto y que es importante para comprender la actividad cortical. Sin embargo, este proyecto enfrenta desafíos, como verificar manualmente grandes cantidades de datos para corregir errores de componentes. Algunas células, como las oscuras estructuras con forma de huevo y las células enredadas, siguen siendo un misterio. Estas anomalías pueden proporcionar nueva información, pero requieren más investigación.
Implicaciones para investigaciones futuras
El mapeo cerebral ahora está disponible públicamente, lo que abre nuevas vías de investigación. Promete avanzar en nuestro conocimiento sobre los trastornos de salud mental, como la esquizofrenia, y podría fomentar mejoras en la IA mediante la simulación de la actividad cerebral. Los planes futuros incluyen ampliar esta investigación al cerebro del ratón y otras áreas del cerebro humano, lo que podría conducir a importantes avances en la neurociencia y campos relacionados.
