En un esfuerzo masivo por comprender el cerebro humano, los científicos han revelado atlas del cerebro muy detallados, publicados en una serie de 21 artículos el 12 de octubre.
¿Alguna vez te has preguntado si tu cerebro está conectado de manera diferente al de los demás? Puede que tengas razón. Estos nuevos estudios abordan cómo funciona nuestro cerebro a nivel celular.
Los expertos dicen que los estudios ayudarán a mejorar nuestra comprensión del cerebro y la mente, y resolverán misterios en torno a enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia y la depresión.
“Esta colección de estudios es un intento de comprender el cerebro humano y su desarrollo a un nivel mucho más detallado. Se centra en los componentes básicos del cerebro, empezando por las células”, afirmó Joseph Ecker, biólogo del Instituto Salk. , La Jolla, EE. UU., quien dirigió uno de los 21 estudios.
Los estudios son parte de la Iniciativa BRAIN liderada por Estados Unidos, cuyo objetivo es descubrir los misterios del cerebro. Es uno de varios proyectos multimillonarios en todo el mundo destinados a crear atlas cerebrales integrales. Estos proyectos cerebrales son la versión neurocientífica del proyecto del genoma humano, que cartografió con éxito el primer genoma humano completo en 2003, o del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que está cambiando nuestra comprensión del universo.
¿No tenemos ya un mapa del cerebro?
Los anatomistas han pasado siglos creando atlas del cerebro, mapeando sus subdivisiones, pliegues (circunvoluciones) y surcos (surcos).
Técnicas más recientes han revelado hermosas imágenes de la estructura celular de las regiones internas del cerebro.
Pero nuestra comprensión del cerebro estaba fragmentada. Los mapas anatómicos carecían de información sobre cómo funcionaban las células. Y esta información funcional carecía de detalles espaciales precisos.
Más recientemente, los neurocientíficos han centrado sus esfuerzos en comprender cómo funcionan estas células cerebrales y las regiones en las que se encuentran: cómo contribuyen a las emociones, la visión o el dolor, o a estados patológicos como la esquizofrenia o la demencia.
“No teníamos una visión integral de un cerebro normal con suficiente detalle para ayudarnos a comprender las enfermedades cerebrales. Ahora nos estamos acercando a esto”, dijo Patrick Hof, neurocientífico de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, Nueva York. , EE. UU., quien dirigió uno de los estudios de la Iniciativa BRAIN.
El atlas de células cerebrales proporciona detalles sin precedentes
La novedad de esta iniciativa es que conecta la anatomía del cerebro con la función celular.
“Es una primera inmersión en una comprensión profunda del cerebro humano a nivel celular”, explica Ecker a JJCC.
Cada estudio ayuda a crear diferentes cartografías del cerebro, y cada mapa proporciona información complementaria sobre el cerebro. Los mapas abordan el cerebro en varias escalas: desde genes hasta células, estructuras celulares, regiones cerebrales más grandes y, finalmente, el cerebro en su conjunto.
Estos mapas integran nuestro variado conocimiento sobre el cerebro y serán fundamentales para desentrañar su complejidad.
El estudio de Ecker, por ejemplo, creó un mapa muy detallado de la expresión genética en diferentes tipos de células del cerebro, creando “códigos de barras”. También siguió cómo cambian durante el desarrollo. Destacó la tremenda diversidad de células cerebrales.
Mientras tanto, el estudio de Hof creó una herramienta similar a los mapas de Google del área de Broca; una región de la corteza motora que controla el habla y el lenguaje.
Tratar las enfermedades cerebrales es el objetivo final
Si bien la iniciativa BRAIN es una “ciencia del cielo azul” destinada al descubrimiento abierto, los científicos esperan que la investigación con el tiempo ayude a comprender y tratar las enfermedades cerebrales.
“El tratamiento de las enfermedades es absolutamente nuestro objetivo final. Pero para comprender las enfermedades cerebrales, primero necesitamos saber qué sucede en un cerebro normal. Ese es nuestro objetivo”, explica Hof a JJCC.
Lo importante, dijo Hof, es que creamos atlas del cerebro a lo largo de su desarrollo, desde las etapas fetales hasta la vejez. Sólo entonces podremos comprender plenamente qué es lo que ha fallado en un cerebro.
“Esto significa que podemos entender lo que sucede en los trastornos del desarrollo como los trastornos del espectro autista, las enfermedades psiquiátricas como la depresión y la esquizofrenia y las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson”, dijo a JJCC.
Ecker también tiene la esperanza de que los estudios ayuden a crear nuevas aplicaciones para tratar estas enfermedades.
“Esto significa que podemos crear nuevas herramientas para atacar los tipos de células que se ven afectadas en una determinada enfermedad. Por ejemplo, puede ayudarnos a crear mejores terapias genéticas para tratar la enfermedad de Alzheimer. Los tratamientos serían muy específicos”, dijo Ecker.
Científicos trabajando juntos
Si bien los estudios están ayudando a integrar nuestro conocimiento fragmentado del cerebro, la propia iniciativa BRAIN ha ayudado a integrar la fragmentada comunidad de neurocientíficos.
“Fue un cambio tanto científico como cultural para tantos neurocientíficos trabajar juntos en un proyecto de la misma escala que el proyecto del genoma humano. Está funcionando bastante bien y realmente no hay ningún argumento. Esa es una historia en sí misma”, dijo Ecker .
La colaboración entre otros proyectos cerebrales en la UE y Japón también ha tenido éxito, donde los datos y herramientas de acceso abierto están ayudando a los científicos a avanzar hacia el objetivo común de tratar enfermedades cerebrales.
“Estamos eliminando fronteras entre diferentes disciplinas de la neurociencia. Es un aspecto tremendamente importante que está abriendo puertas a nuevos descubrimientos”, afirmó Jan Bjaalie, neurocientífico de la Universidad de Oslo, Noruega. Es el líder en neuroinformática del Human Brain Project, financiado por la UE, la contraparte europea de la iniciativa BRAIN.
Bjaalie, que no formó parte de los 21 estudios de la Iniciativa BRAIN, dijo que eran una “contribución excepcional” a los esfuerzos de mapeo cerebral.
Los nuevos estudios son actualmente un primer borrador del cerebro humano. La Iniciativa BRAIN tiene como objetivo presentar su primer atlas completo del cerebro de ratón a principios de 2024, al que le seguirá el cerebro humano en años posteriores.
“La razón de estos proyectos cerebrales es la misma que la de nuestro interés por el universo: está impulsada por la curiosidad, pero también por la necesidad de comprender las enfermedades cerebrales”, dijo Bjaalie.
