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8 Jun 2021 - 3:31 p. m.

Google mapea una parte del cerebro con un detalle que no se había logrado antes

Este mapa cerebral es el que muestra, hasta ahora, con mayor detalle las conexiones dentro del cerebro humano. Tiene 50.000 células que están representadas en tres dimensiones. Así fue cómo el equipo de expertos construyó el mapa.
El estudio empezó con una pequeña parte del cerebro de una mujer de 45 años que tenía epilepsia resistente a los medicamentos. Esta representación es parte del tejido cerebral sano del hipocampo izquierdo.
El estudio empezó con una pequeña parte del cerebro de una mujer de 45 años que tenía epilepsia resistente a los medicamentos. Esta representación es parte del tejido cerebral sano del hipocampo izquierdo.
Foto: Google

Por primera vez se creó el mapa cerebral que muestra las conexiones con más detalle dentro del cerebro humano. El trabajo, en el que participó Google Research, reveló los patrones de conexiones entre neuronas e, incluso, demostró nuevos tipos de neuronas. (Lea: Un hombre paralítico usa una computadora cerebral para escribir con la mente)

El mapa, que se puede ver gratuitamente por medio de una página web, incluye 50.000 células que son representadas en tres dimensiones. Según registró la página bioRxiv las células “están unidos por cientos de millones de zarcillos de araña, formando 130 millones de conexiones llamadas sinapsis. El conjunto de datos mide 1,4 petabytes, es decir, 700 veces la capacidad de almacenamiento de una computadora moderna promedio”.

Viren Jain, integrante de Google Research, por medio de un comunicado explicó que el conjunto de datos que consiguieron recopilar es tan amplio que no han podido estudiarlos todo en detalle. Jain explicó que es una situación similar a la que se vive con el genoma humano que, aún 20 años después, se siguen estudiando los primeros informes encontrados.

¿Cómo se logró mapear? Jeff Lichtman, biólogo molecular y celular e investigador de la Universidad de Harvard, y su grupo de trabajo empezaron el estudio con una pequeña parte del cerebro de una mujer de 45 años que tenía epilepsia resistente a los medicamentos. Por medio de una cirugía, sacaron el hipocampo izquierdo de la mujer, en esa zona es donde se concentraban las convulsiones. Luego, extirparon parte del tejido cerebral que estaba sano. (Puede leer: En medio de debate sobre su verdadera eficacia, EE.UU aprueba medicamento contra alzhéimer)

Con conservantes y metales pesados, como el osmio, los expertos consiguieron que las membranas externas de cada célula fueran visibles bajo un microscopio electrónico, y los incrustaron en una resina para endurecerlo. “Finalmente, se cortaron en rodajas de alrededor de 30 nanómetros de grosor y usamos un microscopio electrónico para obtener imágenes de cada corte”, señaló en un comunicado el equipo.

Luego del trabajo realizado por el grupo de Lichtman, Google asumió el mando de control de la investigación. Esta parte de la labor, liderada por Jain, se encargó de ensamblar esas “rodajas” de células bidimensionales para formar un volumen tridimensional. Para ello, emplearon el aprendizaje automático para reconstruir los zarcillos que conectan una neurona con otra y etiquetaron los diferentes tipos de células. (Lea también: “Neuroderechos”, ¿el escudo de nuestro cerebro contra la tecnología del futuro?)

“El conjunto de datos completo que produjimos es un milímetro cúbico, que suele ser un píxel en una resonancia magnética. Es interesante descubrir todo lo que se esconde bajo el capó de un píxel de una resonancia magnética”, añadió Jain. Con estos datos, el equipo encontró nuevas cifras de cómo está conectado nuestro cerebro, como por ejemplo que había una gran diferencia en el número de conexiones entre neuronas.

“Normalmente, cuando un zarcillo de una neurona pasa cerca de otra, forma solo una sinapsis, o en ocasiones raras dos o cuatro. Pero también hubo algunos zarcillos que formaron hasta 20 sinapsis en una neurona específica, lo que significa que este zarcillo por sí solo probablemente podría disparar esa neurona”, explicó el grupo. “Hay muchas cosas que tu cerebro hace por cognición, pensando, desconcertándolo y tomando una decisión, y hay muchas cosas que haces automáticamente que no podrían haber sido genéticamente, como frenar cuando ves una luz roja. Las conexiones superfuertes permitirían que un mensaje pasara rápidamente a través de la red”, concluyó Lichtman.

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