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1 de Mayo de 2017
Neurociencia

En la jungla de las neuronas

Para descodificar el mapa de conexiones neuronales del cerebro humano se deben procesar alrededor de 1000 exaoctetos de información, más de la que almacenan todos los servidores de Google. Los investigadores están desarrollando un método para reducir tal volumen de datos.

Los investigadores reproducen cada vez con mayor precisión las estructuras de las redes neuronales. A menudo crean verdaderas obras de arte, como este conjunto de dendritas y axones.[DANIEL BERGER, MIT; CORTESÍA DE JEFF LICHTMAN]

En síntesis

Para comprender cómo funcionan las redes neuronales del cerebro, los investigadores reproducen sus estructuras mediante microscopios electrónicos y reconstruyen las conexiones en un ordenador.

Este trabajo comporta grandes cantidades de datos que solo pueden analizarse mediante procesos automatizados. No obstante, incluso los mejores algoritmos de hoy en día comenten numerosos errores.

Los grafos de conectividad reducen los mapas de ­conexiones neuronales a las informaciones ­relevantes. También permiten simular sus funciones en un ordenador.

En nuestro cerebro, casi 100.000 millones de neuronas conforman una compleja maraña de axones, dendritas y somas. El anatomista alemán Korbinian Brodmann (1868-1918) logró cartografiar de forma aproximada la corteza cerebral humana mediante una técnica de tinción especial. Dividió la región en áreas que se diferenciaban entre sí por su arquitectura celular y función. Pero, como se comprobó más tarde, ese mapa no se correspondía con la complejidad del cerebro. Si se quiere averiguar el funcionamiento cerebral, deben contemplarse las conexiones entre cada una de las neuronas, así como la totalidad de la red neuronal.

Las nuevas técnicas de neuroimagen permiten determinar, cada vez con mayor exactitud, estructuras básicas. El primer proyecto de este tipo consistió en la elaboración de un mapa del sistema nervioso del nematodo Caenorhabditis elegans, organismo que cuenta con unas escasas 300 neuronas. La investigación tardó 14 años en finalizarse y los resultados se publicaron en 1986. En la actualidad, las técnicas de preparación de muestras y de microscopía mejoradas, así como los ordenadores con mayor potencia permiten cartografiar cerebros más voluminosos. Incluso en los últimos diez años ha surgido una nueva disciplina: la conectómica.

Pero el corto recorrido de este campo de investigación hace que los neurocientíficos no se pongan de acuerdo sobre cómo proceder con la inmensa cantidad de datos que se están obteniendo. De hecho, saber con qué y cómo se halla conectada una neurona no significa conocer su función. E incluso descubrir esa información no supone desentrañar el papel que desempeña esta pieza dentro del gran engranaje del sistema nervioso. ¿Es la investigación de conectomas solo una batalla salvaje de datos sin una finalidad clara?

En absoluto. Para entender su importancia, retrocedamos unos cuantos siglos hasta llegar a los descubrimientos de Galileo Galilei. Este polímata se enfrentaba a un dilema que guarda ciertos paralelismos con la neurociencia moderna. Muchos de los fenómenos que Galileo observaba en el cielo nocturno eran un enigma para él. Desarrolló un telescopio que le permitía ver las estrellas de forma más nítida, pero no sabía muy bien a qué parte del cielo infinito debía apuntar ni qué datos necesitaba para apoyar sus teorías. A pesar de todo, demostró que la Tierra no es el centro del universo.

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