"En solo un milímetro cúbico de cerebro humano se encuentran 57,000 células, casi 150 millones de sinapsis y 230 milímetros de vasos sanguíneos. Esta densidad equivaldría a 1,400 terabytes de datos, brindando una perspectiva sin igual de cómo está organizado el tejido cerebral".

FCW: Durante casi una década, la Universidad de Harvard (EE. UU.) y Google Research colaboraron para crear la mayor reconstrucción en 3D con resolución sináptica de una sección de corteza temporal humana, aproximadamente del tamaño de la mitad de un grano de arroz.

La reconstrucción a nanoescala, detallada en un estudio publicado en Science, muestra cada célula y su red de conexiones neuronales, ofreciendo una visión sin igual de cómo está estructurado el tejido cerebral a nivel supracelular, celular y subcelular.

El cerebro humano es extremadamente complejo y aún se conoce poco sobre su microestructura celular, aunque se comprende que las alteraciones en los circuitos sinápticos y neuronales afectan a numerosos trastornos cerebrales. Reconstruir el cableado cerebral.

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Los investigadores, liderados por Jeff Lichtman de la Universidad de Harvard y Viren Jain del equipo de Conectómica de Google Research, utilizaron inteligencia artificial y microscopía electrónica para codificar por colores y reconstruir el cableado de esta pequeña porción de cerebro.

Conocer los circuitos neuronales humanos con tanto detalle presenta desafíos como las limitaciones tecnológicas o el acceso limitado a tejido de alta calidad. Las biopsias son escasas y generalmente se reservan para examinar o extirpar masas tumorales, lo que dificulta el estudio de la estructura normal del cerebro humano.

La muestra utilizada en el estudio fue extraída durante una cirugía para abordar una lesión subyacente en el hipocampo de un paciente con epilepsia.

Los investigadores reconstruyeron "miles de neuronas, más de cien millones de conexiones sinápticas y otros tejidos, incluida la materia cerebral, las células gliales, la vasculatura sanguínea y la mielina", según explican en el estudio.

Una visión sin precedentes

Esta visión sin precedentes del cerebro humano permitió descubrir aspectos de la corteza temporal que nunca antes se habían observado, como la presencia de un raro pero poderoso conjunto de axones conectados por hasta 50 sinapsis. Otros hallazgos incluyen la alta proporción de células de la glía en comparación con las neuronas, en una relación de dos a uno, y la predominancia de los oligodendrocitos, que forman la mielina.

El equipo también desarrolló un conjunto de herramientas de acceso libre que otros investigadores pueden utilizar, y esperan que "otros estudios que utilicen este recurso puedan proporcionar información valiosa sobre los misterios del cerebro humano", señala el estudio. Conectoma, el mapa de las conexiones neuronales.

La conectómica, al igual que la genómica, busca crear catálogos completos de la estructura cerebral, desde las células individuales hasta el cableado. Obtener mapas completos abriría nuevas perspectivas sobre el funcionamiento y las enfermedades cerebrales, sobre las cuales se sabe muy poco. El conectoma representa el mapa de las conexiones neuronales y sin él, es imposible comprender cómo funciona el cerebro. El primer intento de crear un mapa de este tipo se realizó en la década de 1970 con el gusano redondo, aunque el resultado fue parcial.