Un equipo internacional de científicos ha logrado un avance significativo en el campo de la neurociencia al mapear el conectoma de un milímetro cúbico del cerebro de un ratón, revelando más de 500 millones de conexiones neuronales. Este logro, que se considera el mapeo más detallado hasta la fecha de los circuitos neurales en un cerebro mamífero, fue el resultado de un estudio que se extendió a lo largo de nueve años y que involucró a más de 150 investigadores de 22 instituciones, bajo el consorcio MICrONS.
La investigación, publicada en la revista Nature, combina el poder de la Inteligencia Artificial (IA) con la precisión del análisis humano para segmentar y reconstruir digitalmente la compleja red de neuronas. Cada célula fue identificada, trazada y coloreada de manera individual, lo que permitió obtener una representación detallada que abarca desde la retina hasta la corteza visual primaria.
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores, liderados por la Universidad de Princeton, sometieron a un ratón a estímulos visuales mediante cortos clips de video. Este método permitió capturar patrones de actividad cerebral en tiempo real mientras el animal corría en una cinta transportadora y observaba escenas dinámicas, incluyendo secuencias de películas y deportes extremos. Un sofisticado sistema registró el flujo de iones de calcio, que actúa como indicador de la actividad neuronal.
Una vez completada la fase funcional, el cerebro del ratón fue seccionado en aproximadamente 28,000 láminas. Cada corte fue registrado mediante microscopía electrónica, y las imágenes resultantes se integraron en un ensamblaje digital tridimensional. Esta innovadora metodología no solo permitió identificar la estructura de cada neurona, sino también el patrón de sus conexiones sinápticas, creando lo que se conoce como un «conectoma».
Este avance es fundamental para profundizar en el estudio de procesos vitales como la visión, la memoria y la navegación en el entorno. Además, los hallazgos abren nuevas posibilidades para investigar trastornos cerebrales como el autismo y la esquizofrenia, donde se sospecha que las anomalías en el cableado neuronal juegan un papel decisivo. La identificación de patrones de conectividad anómalos puede ser clave para entender estas patologías.
La precisión del mapeo permite comparar la actividad funcional con la estructura física de las neuronas, convirtiendo el conjunto de datos en una herramienta poderosa para la investigación básica y aplicada. La disponibilidad pública de este amplio recurso digital impulsará colaboraciones a nivel global y acelerará el desarrollo de nuevas hipótesis en neurociencia.
El impacto de este proyecto es amplio, ya que las técnicas perfeccionadas están siendo adaptadas para estudiar conectomas de otras especies, desde insectos hasta primates. Se vislumbran aplicaciones para comprender en mayor profundidad el cerebro humano, lo que podría revolucionar nuestra comprensión de la neurociencia y sus aplicaciones clínicas. Este tipo de investigaciones no solo enriquecen el conocimiento científico, sino que también pueden tener implicaciones prácticas en el tratamiento de diversas enfermedades neurológicas, ofreciendo nuevas esperanzas para los pacientes y sus familias.
