Elaboran el mapa más detallado de las conexiones entre células del cerebro de ratones

Las revistas científicas Nature y Nature Methods han publicado un mapa de alta resolución que detalla la estructura y las conexiones que se producen entre las células cerebrales de ratones. Un atlas que ayudará a entender cómo los distintos tipos de células funcionan juntos. 

Los datos del mapa se han obtenido tras analizar un milímetro cúbico del cerebro de un ratón, que incluye más de 200.000 células, unas 84.000 neuronas y 524 millones de conexiones sinápticas (uniones entre neuronas que permiten la transmisión de información y la comunicación entre ellas).

Esta publicación es uno de los resultados de la iniciativa BRAIN, un proyecto de investigación internacional que busca entender cómo funciona el cerebro y que está liderado por el neurobiólogo español, Rafael Yuste, ganador del Premio Latido a la Excelencia 2023, otorgado por Medicina Responsable.

Yuste es profesor de Ciencias Biológicas y director del Centro de NeuroTecnología de la Universidad de Columbia (Nueva York) y presidente de la Fundación NeuroRights. Sobre este hallazgo, ha informado de que se ha utilizado una técnica llamada conectómica para reconstruir los circuitos de la corteza cerebral del ratón. “Se ha tardado casi una década, pero un consorcio de laboratorios ha logrado utilizar microscopia electrónica para mapear todas las conexiones neuronales en circuitos pequeños de neuronas cuya actividad había sido medida”, ha manifestado el investigador a Science Media Centre España (SMC).

El neurobiólogo ha explicado que ahora se presenta el “gran desafío” de mapear las conexiones de cada tipo de neurona. “Actualmente, conocemos cuántos tipos de células hay y cómo son las conexiones de todas, pero no de cada tipo”. Para lograrlo, ha comentado a SMC que harán falta nuevas técnicas, como la utilización de microscopia óptica de expansión.

Respecto a la labor desarrollada, Yuste ha subrayado que no ha sido llevada a cabo por laboratorios individuales, sino por grandes consorcios. “Esto es una nueva manera de trabajar en la neurociencia y se parece mucho a lo que ocurrió hace más de una década en genética con la secuenciación del genoma humano, y a lo que lleva ocurriendo en física, química y astronomía desde hace ya casi un siglo. Es una revolución en la neurociencia, no solo por las técnicas o los resultados, sino por la manera de trabajar”.

La misma opinión la mantiene María Figueres Oñate, investigadora posdoctoral en el Instituto de Investigaciones Raras del Instituto de Salud Carlos III. “Estos estudios multicéntricos y colaborativos son de gran importancia para el campo, ya que los avances tecnológicos más significativos requieren la participación de expertos en diversas disciplinas, capaces de integrar la información desde múltiples perspectivas. Son esenciales para avanzar en nuestra comprensión sobre cómo se procesa e integra la información en el cerebro y, en última instancia, cómo percibimos el mundo que nos rodea”, ha declarado a Science Media Centre España.

Para otros expertos como el profesor de investigación en el Instituto de Neurociencias CSIC-UMH y miembro de la Real Academia de Ciencias de España, Juan Lerma, el mapa que detalla la estructura y las conexiones que se producen entre las células cerebrales de ratones es “un paso de gigante, largamente esperado y la punta del iceberg de lo que está por venir en la compresión del funcionamiento del cerebro”. Lerma considera, además, que este trabajo “sienta muchas de las bases de varios principios de organización funcional que, aunque estaban asumidos, no estaban demostrados y representaban lagunas del conocimiento del sistema nervioso”.

El profesor ha declarado a SMC que el mapa va a facilitar otros descubrimientos de cuestiones que no se habían considerado y tendrá un gran impacto en el campo de la neurocomputación. “Es de destacar que estos principios son compartidos tanto por sistemas biológicos como artificiales, por lo que representan una información fundamental a la hora de diseñar redes artificiales basadas en Inteligencia Artificial”, ha concluido.

 

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