Científicos lograron mapear un milímetro cúbico del cerebro: un avance histórico en neurociencia
En 1979, el Nobel Francis Crick escribió una frase que parecía sellar el destino de la neurociencia: “Es inútil pedir lo imposible”. Se refería a la idea de comprender en su totalidad un milímetro cúbico del cerebro humano, un fragmento del tamaño de un grano de arena con cientos de miles de células y kilómetros de conexiones neuronales. Según él, su complejidad excedía para siempre nuestra capacidad de entendimiento.
Cuarenta y seis años después, un grupo internacional de más de 100 científicos demostró que Crick podría haberse equivocado. Utilizando tecnología de vanguardia, el equipo logró cartografiar ese milímetro cúbico en el cerebro de un ratón, registrando su estructura y actividad neuronal con un nivel de detalle sin precedentes. El resultado: 1,6 petabytes de datos, el equivalente a ver 22 años de video en alta definición, sin pausas.
El proyecto MICrONS (acrónimo en inglés de “Inteligencia Artificial a partir de Redes Corticales”) fue financiado por el gobierno de Estados Unidos con 100 millones de dólares, y liderado por instituciones como el Instituto Allen, la Universidad de Princeton y el Baylor College of Medicine. Su objetivo: entender cómo el cerebro procesa la información visual, a partir del análisis de la región que traduce lo que un ratón ve.
El trabajo fue monumental. Primero, los científicos expusieron a un ratón a distintos videos y registraron cómo respondían sus neuronas. Luego, cortaron el tejido cerebral en 28.000 láminas microscópicas y las fotografiaron una por una. A partir de esas imágenes, un sistema computacional reconstruyó una versión tridimensional del tejido. El resultado: más de 200.000 células, entre ellas neuronas y células gliales, y 523 millones de conexiones.
¿Por qué esto importa? Porque por primera vez es posible ver no solo qué células se activan, sino cómo están conectadas. Es como pasar de tener grabaciones de todas las conversaciones en una fiesta, a saber exactamente quién habla con quién. Esta doble dimensión permite entender mejor los circuitos que dan origen al pensamiento, a la memoria y, en última instancia, al comportamiento.
Entre los hallazgos, los investigadores identificaron patrones de conexión que habían pasado desapercibidos. Por ejemplo, descubrieron que ciertas neuronas inhibidoras, como las llamadas células de Martinotti, se conectan solo con tipos específicos de células. Este tipo de precisión podría tener implicaciones directas en el desarrollo de medicamentos para tratar trastornos como la depresión o la esquizofrenia. En lugar de usar “bombas químicas” que afectan todo el cerebro, podríamos intervenir con la precisión de un bisturí molecular.
Para llegar aquí, la ciencia ha recorrido un largo camino desde las primeras observaciones de Santiago Ramón y Cajal, quien en el siglo XIX dibujó a mano las formas ramificadas de las neuronas. Luego vino el mapa del sistema nervioso del gusano C. elegans (1986), con 302 neuronas. Más tarde, el de la mosca (Drosophila) con 140.000. Pero el cerebro del ratón es otra escala: tiene más de 70 millones de neuronas.
Y aún así, este logro representa menos del 1% del volumen total de su cerebro.
Los científicos del proyecto MICrONS ahora tienen una meta más ambiciosa: cartografiar un cerebro de ratón entero. Pero este volumen es 500 veces mayor que el estudiado hasta ahora. A este ritmo, podrían pasar siglos. Por eso, se están desarrollando nuevas formas de cortar tejido, procesar datos y automatizar el análisis. Forrest Collman, uno de los investigadores, lo resume así: “Algunas de estas barreras están empezando a caer”.
Sin embargo, el cerebro humano —mil veces más grande que el de un ratón— sigue siendo inalcanzable. “No vamos a llegar allí en breve”, admite Collman. Y aun así, los avances actuales permiten soñar con tratamientos más precisos y menos invasivos para el sistema nervioso. Según Sebastian Seung, neurocientífico de Princeton, este tipo de mapeo podría conducirnos a una nueva generación de medicamentos “afinados”, capaces de actuar solo sobre los circuitos que fallan.
El desafío, ahora, no es solo técnico. El proyecto MICrONS fue financiado por la iniciativa BRAIN, de los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU., pero sus recursos están en riesgo. El Congreso redujo su presupuesto en un 40%, y el gobierno lo recortó otro 20% adicional. Para Davi Bock, investigador de la Universidad de Vermont, este es un problema estructural: “Necesitamos coherencia y previsibilidad en la financiación de la ciencia para poder alcanzar estos objetivos a largo plazo”.
Por ahora, lo que parecía imposible —comprender a fondo un milímetro cúbico del cerebro— ya no lo es. Puede que Francis Crick se haya equivocado, o tal vez solo se adelantó demasiado a su tiempo.
Fuente: The New York Times
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