Pablo Javier PiacenteUn nuevo estudio liderado por el Instituto Allen de Estados Unidos ha permitido crear el mapa cerebral más preciso que se conoce hasta el momento de la corteza motora, el área cerebral ligada al movimiento. En un gran esfuerzo científico, en el que han participado especialistas de distintas instituciones, se da un paso importante hacia el logro de un mapa completo del cerebro humano: su concreción permitiría avances hoy inimaginables en el tratamiento de patologías cerebrales y en la comprensión profunda de las estructuras de pensamiento.
Un simple movimiento realizado al tomar un vaso o abrir una puerta, acciones que efectuamos diariamente de forma automática, involucran una compleja red neuronal y celular: millones de neuronas que actúan desde distintos sectores del cerebro se «ponen de acuerdo» y trabajan en conjunto, enviando señales que viajan a increíbles velocidades para lograr que, finalmente, nuestros músculos se muevan en alguna parte del cuerpo.
Este proceso parece sencillo al leerlo, pero en realidad insume una enorme complejidad. Es así que a pesar de los grandes avances tecnológicos y científicos concretados en las últimas décadas, los especialistas no alcanzan a comprender en profundidad aún como el cerebro pone en marcha esa intrincada red de conexiones neuronales, para posteriormente transformarlas en pensamientos y acciones.
Comprender un sistema complejo
Teniendo en cuenta que un cerebro humano posee más de 160 mil millones de células, la única forma de comprender cómo funciona un sistema tan extenso y complejo es identificar cada uno de sus elementos, entender la función que cumple cada parte y posteriormente unir todas las piezas del «rompecabezas», para comprender así cómo funciona todo el sistema. Ese es precisamente el esfuerzo realizado por los investigadores en el nuevo estudio.
La investigación, publicada recientemente en la revista Nature, avanza hacia la concreción de un entendimiento más certero sobre el pensamiento y el comportamiento humanos: los expertos lograron crear un mapa cerebral que, con exquisito nivel de detalle, muestra la actividad de las redes neuronales de la corteza motora. Un «zoom» sobre este mapa nos permite apreciar los genes que activan una neurona u otra célula cerebral en esta región, en el marco de miles de interacciones y redes que hacen posible nuestros movimientos.
Genes que activan células
Para lograr este nivel de detalle, los científicos emplearon una técnica denominada transcriptómica unicelular, una poderosa herramienta que permite caracterizar la identidad genética de cada célula. A partir de la información recopilada con esta técnica pudieron «reconstruir» el trabajo que realizan los genes para activar cada célula cerebral, en sus diferentes tipologías. Al mismo tiempo, capturaron la información eléctrica producida por las neuronas y lograron identificar la dinámica de las redes cerebrales en su totalidad.
Además, para poder observar las diferencias de las interacciones neuronales humanas compararon el mapa cerebral de la corteza motora de tres especies diferentes de mamíferos: el ser humano, el mono tití y el ratón. Según una nota de prensa, los resultados obtenidos permitirán a futuro desarrollar un mapa cerebral completo del ser humano y de cualquier mamífero.
Múltiples esfuerzos
Vale destacar, sin embargo, que esta investigación en el marco del proyecto BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) no es un hecho aislado. Otros esfuerzos a lo largo y a lo ancho del planeta han permitido alcanzar avances como el logrado con este nuevo mapa cerebral. De acuerdo a un artículo publicado en Nature, Japón lanzó en 2014 un ambicioso proyecto destinado al mapeo de redes neuronales en el cerebro de primates no humanos. Otros países como Canadá, Australia, Corea del Sur y China ya han puesto en marcha iniciativas similares, tendientes a avanzar en la comprensión cabal de las estructuras cerebrales.
Por último, es importante resaltar que las aplicaciones más importantes de este avance están directamente relacionadas con el progreso de los tratamientos orientados a múltiples enfermedades cerebrales: ahora será posible descubrir con mayor nivel de detalle los procesos que las generan y lograr diseñar nuevas herramientas para superarlas y revertirlas.
Referencia
A multimodal cell census and atlas of the mammalian primary motor cortex. BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN). Nature (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03950-0
Foto: los investigadores compararon las características moleculares de las células del cerebro humano con las del mono tití y el ratón, en una región del cerebro que controla el movimiento: la corteza motora primaria. Analizaron el conjunto de genes que activa cada célula cerebral individual, en miles de células de cada una de las tres especies. Aquí se muestran los datos agrupados por tipo de célula cerebral, en el cerebro humano (izquierda), mono tití (centro) y ratón (derecha). Crédito: Allen Institute, BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN).
Video: Allen Institute / YouTube.
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