Con 140 000 neuronas cartografiadas, la comunidad científica ahora dispone de un mapa cerebral completo, fruto de una década de investigaciones. ¿El objetivo? Descifrar los circuitos neuronales.
Una interfaz en 3D permite seleccionar y navegar en la estructura cerebral
El proyecto Flywire, dirigido por investigadores de Princeton, utilizó la drosophila para elaborar un “conectoma” sin precedentes. ¿Por qué una mosca? Su modesto tamaño facilita los análisis, a la vez que ofrece comportamientos complejos, similares a los humanos.
Uno de los principales retos de las neurociencias sigue siendo la comprensión de los circuitos neuronales y su papel en patologías como el Alzheimer o el Parkinson. El desconocimiento de las conexiones cerebrales limita el desarrollo de tratamientos eficaces.
Con este nuevo mapa, los investigadores han identificado 139 255 neuronas y más de 50 millones de conexiones sinápticas. Secciones ultrafinas de este cerebro fueron ensambladas en 3D gracias a herramientas de inteligencia artificial.
El equipo ha superado desafíos importantes: los modelos de IA utilizados para reconstruir las neuronas requirieron validación humana, prolongando así el proceso de creación del conectoma. Sin la IA, habrían sido necesarios más de 4.000 años de trabajo humano.
Los resultados, compartidos en el FlyWire Codex, son un recurso valioso para los investigadores. Este mapa neuronal revela no solo la estructura, sino también las conexiones funcionales, incluyendo neuronas "difusoras" que coordinan los circuitos.
La importancia de la visión en la drosophila se refleja en la predominancia de las neuronas ópticas. El papel de los neurotransmisores también ha sido mejor comprendido, abriendo caminos para entender su influencia en enfermedades neurodegenerativas.
Con objetivos más ambiciosos, el consorcio Flywire ahora dirige su atención hacia el ratón, cuyo conectoma podría ofrecer aún más revelaciones sobre el cerebro humano. Se espera que este proyecto concluya en 5 a 10 años. Una aventura tecnológica y científica que apenas comienza.
¿Qué es un conectoma?
Un conectoma es un mapa completo de las conexiones neuronales en un cerebro. Permite visualizar la organización de las neuronas y sus sinapsis, es decir, los puntos de comunicación entre ellas. Estas conexiones son esenciales para comprender cómo procesa el cerebro la información y genera acciones.
El establecimiento de un conectoma implica el análisis detallado de los circuitos neuronales. Permite seguir la transmisión de las señales nerviosas a través del cerebro. Gracias a la inteligencia artificial, es posible acelerar la cartografía de estos millones de conexiones, que antes eran inalcanzables.
¿Por qué se utiliza la drosophila para estudiar el cerebro humano?
La drosophila, una pequeña mosca de la fruta, es un organismo modelo muy apreciado en neurociencias. A pesar del diminuto tamaño de su cerebro, comparte aproximadamente el 60 % de sus genes con los humanos, incluidos aquellos relacionados con las enfermedades neurológicas. Esto permite estudiar sus procesos cognitivos para comprender mejor los nuestros.
La relativa simplicidad de su cerebro permite establecer su conectoma completo, una tarea que actualmente es imposible de realizar con el cerebro humano. Los resultados obtenidos en la drosophila proporcionan pistas sobre el funcionamiento de cerebros más complejos.