Crean un atlas detallado del cerebro humano

Nueva York. El sueño de un neurocientífico es llegar a conocer el cerebro humano con la misma precisión que el sistema nervioso del gusano Caenorhabditis elegans, cuyas 100 neuronas exactas con todas sus conexiones sinápticas son, desde hace años, un libro abierto para la ciencia.

Y hoy se acercan más que nunca a ese ideal con BigBrain, una reconstrucción digital del cerebro humano completo en 3D y ultra-alta resolución que deja muy atrás a cualquier iniciativa anterior de este estilo.

El proyecto es una herramienta para elucidar la forma y la función de nuestro cerebro. Estará disponible públicamente a costo cero.

El trabajo publicado ayer en la revista Science fue coordinado por Katrin Amunts, del Instituto de Neurociencia y Medicina de Julich, en Alemania, y Alan Evans, del Instituto Neurológico de la Universidad McGill, en Montreal, Canadá.

El primer mapa de la corteza cerebral fue realizado en 1909 por el neurólogo alemán Korbinian Brodmann. La dividió en 50 áreas. En 1925, el rumano Constantin Freiherr Von Economo definió siete regiones separadas denominadas lóbulos, a las que se le atribuían distintas funciones cerebrales.

A la fecha existen otros atlas del cerebro, pero sólo llegan al nivel visible. Su resolución alcanza el milímetro cúbico. En ese volumen de cerebro caben unas mil neuronas. El cerebro tiene 100 mil millones.

El nuevo BigBrain baja el foco hasta un nivel “casi celular”, según los científicos que lo han creado. Eso quiere decir que llega a discriminar cada pequeño circuito de neuronas que está detrás de nuestra actividad mental, y que puede abarcar toda la información disponible sobre el cerebro, desde los genes y los receptores de neurotransmisores hasta la cognición y el comportamiento.

“La gran ciencia ha llegado al cerebro”, dijo Evans. El eslogan es una referencia velada a los proyectos genoma y los aceleradores de partículas, que ya implican cifras de seis dígitos, programación a mediano plazo y centenares de científicos involucrados.

Pese a que hay cientos de laboratorios en el mundo investigando en neurobiología, el cerebro no contaba hasta ahora con una gran planificación de este tipo, como las que se usan para secuenciar el genoma humano o encontrar el bosón de Higgs.

Proeza técnica. Los científicos tomaron el cerebro de una paciente y lo encastraron en cera de parafina, un paso previo usual antes de una disección fina. Y esta fue finísima: las lonjas sólo tenían 20 micras (milésimas de milímetro) de espesor. Un cabello tiene 80 micras de diámetro.

Las 7.400 finísimas fetas del cerebro se montaron en porta­objetos y se trataron con sustancias que tiñen las estructuras celulares más importantes, al estilo de los neuroanatomistas de principio del siglo 20.

Pero el prodigioso poder de computación hizo el resto. Se necesitaron mil horas de cómputos para procesar las imágenes de alta resolución (13 mil por 11 mil píxeles) de cada lonja cerebral. El resultado permite hacer un tour virtual por los intersticios de la mente porque posibilita realizar distintos cortes virtuales por ser una imagen 3D. Se trata de un gran logro técnico que dará sus frutos científicos y terapéuticos en los próximos años.

Un modelo femenino

Cerebro. Los científicos usaron el cerebro de una mujer de 65 años. Fue fileteado en 7.400 secciones histológicas de sólo 20 micras.

Para la posteridad. El cerebro de está mujer fue inmortalizado en un modelo digital que pervivirá durante siglos o milenios. Quién sabe si la neurociencia del futuro será capaz de reconstruir a partir de BigBrain los pensamientos y deseos más ocultos de esa mujer.

Libre. El modelo estará disponible para usuarios registrados en http://bigbrain.cbrain.mcgill.ca.