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11 noviembre 2021

El mapa más preciso del cerebro

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Hoy puede parecernos ridículo que todo un gran filósofo como Aristóteles creyera que el corazón era la sede del pensamiento y la inteligencia, y que el cerebro era simplemente un radiador para enfriar la sangre. Lo cierto es que no todos sus coetáneos andaban tan desencaminados, y por entonces ya otros entendieron cuál era el papel crucial del cerebro en buena parte de lo que nos distingue como humanos. Hoy, en el que ha sido denominado por algunos científicos como el siglo del cerebro, nos acercamos al conocimiento más preciso que jamás hemos tenido de nuestro órgano rector, de un modo tal que incluso podemos visualizarlo en internet con el nivel de detalle de un mapa digital.

El cerebro ha sido objeto de estudio desde la antigüedad clásica, pero su comprensión era tosca; no fue hasta el siglo XVI cuando el anatomista belga Vesalio entendió correctamente que sus funciones residían en la masa cerebral y no en los ventrículos o cavidades rellenas de líquido, como hasta entonces se creía. En el XIX los trabajos de Paul Broca y Carl Wernicke comenzaron a asignar algunas regiones del cerebro a determinadas funciones, y a principios del siglo XX neuroanatomistas como Santiago Ramón y Cajal empezaron a desvelar la trama fina de las neuronas y sus tipos. En 1909 el alemán Korbinian Brodmann publicó el primer mapa completo de las regiones del córtex cerebral, basándose en la organización de su arquitectura celular.

Un vistazo al interior de nuestro órgano más valioso

A lo largo del siglo XX la introducción de nuevas técnicas de neuroimagen y los avances en computación han propiciado un salto espectacular en la cartografía cerebral. Ejemplo de ello es el atlas publicado en 2013 por el proyecto BigBrain, una iniciativa de los centros de investigación Montreal Neurological Institute y German Forschungszentrum Jülich. Los investigadores utilizaron como base el cerebro sano de una mujer fallecida a los 65 años. El órgano fue primero escaneado mediante resonancia magnética y después seccionado en 7.404 rebanadas de 20 micras de grosor, utilizando un microtomo. Una vez teñidas y digitalizadas todas las secciones en alta resolución mediante un escáner óptico, el sistema informático se encargó de hacer la reconstrucción digital.

Después de cinco años de trabajo, el resultado es un mapa en 3D con una resolución de 20 micras. Como comparación, esta definición es 50 veces mayor que la alcanzada por otros proyectos de mapeo cerebral como el Allen Brain Atlas, un proyecto impulsado por el cofundador de Microsoft Paul Allen y cuya resolución es de 1 milímetro. El atlas de BigBrain está disponible en internet, libremente accesible a cualquier usuario, y el nivel de zoom que ofrece permite llegar a apreciar las neuronas individuales.

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El proyecto Big Brain ha recreado en 3D el cerebro con tanta precisión que se puede hacer zoom hasta observar las neuronas individuales. Imagen: BigBrain

El BigBrain y el Allen Brain Atlas son solo dos entre diversas iniciativas que están abordando la cartografía del cerebro por diferentes técnicas y a distintos niveles de complejidad y detalle. El Human Connectome Project, impulsado por los Institutos Nacionales de la Salud de EEUU (NIH), reunió datos de neuroimagen del cerebro de 1.200 personas para crear un conectoma, un gran mapa de conexiones, las autopistas por las que discurren los procesos cerebrales. El Human Brain Project, financiado por la Unión Europea, comprende iniciativas diversas como el propio BigBrain, dentro de una infraestructura destinada a avanzar en el conocimiento de la estructura y función del cerebro y en su simulación computacional; EEUU tiene su apuesta en la BRAIN Initiative del NIH, mientras que Japón lanzó el proyecto Brain/MINDS.

La ciencia ha logrado ya desentrañar con absoluto detalle el cerebro de organismos simples como los gusanos, pero también mapear por completo el de especies notablemente más complejas como el ratón. En el grande y complicado cerebro humano aún queda mucha terra incognita, pero es un camino de exploración que estamos recorriendo y que está llamado a transformar nuestro conocimiento y nuestra capacidad de luchar contra las enfermedades neurodegenerativas, uno de los grandes retos médicos y científicos del siglo XXI. 

Javier Yanes

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