Google Research ha revelado avances significativos en la creación de mapas detallados del cerebro de ratón utilizando inteligencia artificial.

La investigación cerebral ha dado un paso monumental gracias a los esfuerzos del equipo de Connectomics de Google Research. Recientemente, han completado la reconstrucción digital más grande y detallada del tejido cerebral humano, abarcando un milímetro cúbico de tejido cerebral.

Esta hazaña, que requirió 1.4 petabytes de datos, permitió descubrir estructuras neuronales nunca antes vistas, como los nudos gigantes de neuronas.

Los Misterios del Cerebro Humano

Sin embargo, el verdadero desafío está en desentrañar los misterios del cerebro humano a una escala mucho mayor. Dado que mapear todo el cerebro humano actualmente requeriría tecnología y recursos inalcanzables, los investigadores están centrando su atención en el cerebro de ratón.

Según Viren Jain, científico investigador de Google, los ratones pueden ayudar a resolver preguntas fundamentales sobre nuestra mente que han permanecido sin respuesta por siglos.

El cerebro humano posee aproximadamente 86 mil millones de neuronas conectadas por más de 100 billones de sinapsis, lo que permite todas nuestras funciones cognitivas y motoras. Para entender estos complejos sistemas, es crucial construir un mapa detallado de estas conexiones neuronales, conocido como conectoma.

Este proceso implica técnicas de imagen de alta resolución y la gestión de enormes volúmenes de datos, un reto técnico que Google ha abordado con innovaciones en algoritmos de IA y herramientas de procesamiento de datos.

El equipo de Connectomics ha desarrollado tecnologías que permiten procesar, analizar y compartir datos de manera eficiente. Una de sus contribuciones más notables es la creación de redes de inundación, que utilizan el aprendizaje automático para trazar automáticamente los caminos de las neuronas a través del tejido cerebral. Además, han desarrollado algoritmos como SegCLR para identificar partes y tipos de células en estos mapas neuronales.

A pesar de estos avances, mapear todo el conectoma humano requeriría una cantidad de datos inimaginable, estimada en un zettabyte (mil millones de terabytes). Por esta razón, los científicos están concentrando sus esfuerzos en áreas específicas, como el hipocampo del cerebro de ratón, responsable de la memoria, la atención y la navegación espacial, que representa el 2-3% del cerebro del ratón.

Esta investigación en el cerebro de ratón es una ventana a entender mejor nuestro propio cerebro. Los ratones, aunque significativamente más pequeños, presentan estructuras neuronales y funciones sorprendentemente similares a las humanas. Según Jeff W. Lichtman, profesor de biología molecular y celular en Harvard, el cerebro de ratón es una versión miniatura del cerebro humano, lo que lo hace ideal para estudiar trastornos cerebrales humanos.

A lo largo de los años, el equipo de Google ha colaborado con instituciones como Harvard y Princeton para mapear diferentes cerebros animales. Han creado conectomas para partes del cerebro de la mosca de la fruta, el pinzón cebra y las larvas de pez cebra, cada uno aportando datos valiosos que han sido utilizados por miles de investigadores en todo el mundo.

La creación de un conectoma del hipocampo de ratón, si tiene éxito, representará el mayor intento de mapear una parte del cerebro mamífero hasta la fecha. Este proyecto no solo profundiza nuestro conocimiento de la neurociencia, sino que también abre nuevas vías para entender y eventualmente tratar trastornos y enfermedades cerebrales.

“Al observar el cerebro de un ratón al microscopio electrónico, se parece exactamente al cerebro humano. De hecho, es una versión miniatura del cerebro humano”, comenta Jeff W. Lichtman.

“Lo que me emociona es que algún día tendremos una comprensión precisa de cómo formamos recuerdos y qué subyace a los trastornos o enfermedades mentales. Pero para lograrlo, debemos crear este ciclo de tecnología que hubiera sido inimaginable hace dos décadas”, señala Viren Jain.

El estudio de conectomas ha sido un campo en desarrollo durante décadas. El primer conectoma, publicado en 1986, correspondió al cerebro de un gusano y tomó 16 años completarlo. Desde entonces, los avances tecnológicos han acelerado este proceso, permitiendo a los científicos abordar cerebros más grandes y complejos. A pesar de estos avances, el desafío de mapear un cerebro completo sigue siendo inmenso, subrayando la importancia de proyectos como el conectoma del cerebro de ratón.

La investigación en el conectoma del cerebro de ratón por parte de Google Research es un paso crucial hacia la comprensión de los misterios del cerebro humano. Esta investigación no solo promete desvelar cómo funcionan nuestros cerebros, sino también proporcionar insights vitales para tratar enfermedades neurológicas. El futuro de la neurociencia depende de tales innovaciones, que combinan tecnología avanzada con una curiosidad insaciable por entender la mente humana.