El cerebro humano es un órgano increíblemente complejo, que consta de unos cien mil millones de neuronas y aproximadamente un número equivalente de células no neuronales y billones de conexiones neuronales.
María Guadalupe García Gomar/Instituto de Neurobiología, UNAM.

 

En 2013 iniciaron dos de los proyectos científicos más ambiciosos del mundo: la iniciativa BRAIN y el Proyecto Cerebro Humano (HBP). El objetivo principal de BRAIN, declaró el neurobiólogo Rafael Yuste, era “reconstruir todo el registro de la actividad neuronal a través de los circuitos neuronales completos”. Mientras que HBP pretendía construir un modelo digital tridimensional del cerebro humano para rastrear las conexiones de todas y cada una de las neuronas.

Si bien ambos tenían objetivos diferentes —los cuales han cambiado con el paso del tiempo debido a diversas circunstancias—, sí coinciden en la búsqueda por desentrañar “el modo en que se organizan por sí solas las miles de millones de neuronas y sus billones de interconexiones (sinapsis) hasta llegar a formar circuitos nerviosos funcionales… Y, sobre todo, conocer cómo se modifica la circuitería neuronal a lo largo de la vida”, como lo afirmó Alison Abbot.

A lo largo de casi una década, sendas iniciativas se han topado con diversos detractores y problemas; uno de los más significativos fue la falta de tecnología para poder crear atlas cerebrales en tercera dimensión y para almacenar y analizar infinidad de datos. Sin embargo, en la actualidad muchos de esos baches se han superado con el diseño y producción de tecnología acorde con las necesidades de las líneas de investigación de los proyectos.

El cerebro humano genera en treinta segundos tanta información como la que generó el telescopio espacial Hubble en poco más de dos décadas, de ahí las limitaciones que tuvieron los investigadores en sus trabajos.

Hallazgos

Una de las líneas de trabajo del consorcio de neurocientíficos del proyecto Cell Census Network de la iniciativa BRAIN se enfocó en mapear las neuronas y otras células de la corteza motora primaria de humanos, ratones y titíes, la cual controla la motricidad.

Un movimiento aparentemente sencillo como guiñar un ojo u otro más complicado como una marometa en el aire requieren del trabajo coordinado de millones de neuronas y de señales eléctricas que viajan desde el cerebro a los músculos implicados en estos movimientos. En la actualidad, dicho proceso aún es un misterio para la ciencia, pero un grupo de científicos ha dado un paso muy importante al mapear la corteza motora primaria. La investigación y dieciséis artículos complementarios fueron publicados en la revista Nature.

El atlas de la corteza motora primaria de estos tres mamíferos es un gran avance para cartografiar a futuro todo el cerebro de estas y otras especies, lo que permitirá conocer con detalle cómo funciona el cerebro y las enfermedades que lo aquejan. Al respecto, Hongkui Zeng, director del Allen Institute for Brain Science e investigador principal de algunos de los trabajos enmarcados en la iniciativa BRAIN, comentó: “Para llegar a entender cómo funciona un sistema tan complejo como el cerebro, primero hay que elaborar una lista de piezas que lo componen, luego entender lo que hace cada parte y, por último, unir las piezas. Y eso es lo que estamos haciendo con el cerebro”.

Para lograr su meta, los científicos utilizaron técnicas e tecnología innovadora para identificar y definir cada tipo de célula, y al igual que el Proyecto Genoma Humano, toda la información del “atlas más completo y detallado de cualquier parte del cerebro de los mamíferos jamás publicado”, como manifestó Hongkui Zeng, estará a disposición de los estudiosos que la requieran.

El amplio equipo de investigadores se decantó por esta área del cerebro porque el control del movimiento en los mamíferos es muy similar, aunque existan algunas diferencias entre especies.

Los científicos lograron clasificar millones de neuronas y otros tipos de células de la corteza motora en varios grupos. “Las células de esta región se organizan en subclases amplias y distintas, y los niveles superiores pueden estar determinados por su perfil genético y otras características, o por su ubicación en el cerebro”, explicó Hongkui. Asimismo, los científicos identificaron herramientas genéticas que les permitirán controlar y modular con precisión la actividad neuronal de tipos de células específicos.

Andrea Beckel-Mitchener, subdirectora del NIH BRAIN Initiative, manifestó lo siguiente respecto a esta innovadora investigación: “Estos estudios son un ejemplo de cómo la colaboración fomenta la ciencia y pone en marcha futuros esfuerzos que revolucionarán nuestra capacidad para estudiar la función cerebral y los trastornos cerebrales”.

 

Leticia Monroy Valentino