Los científicos construyeron el mapa más grande jamás creado del cerebro humano. Esto es lo que encontraron
Fuente: NPR
Los científicos están un paso más cerca de comprender los 170 mil millones de células cerebrales que nos permiten caminar, hablar y pensar.
Un atlas recientemente publicado ofrece los mapas más detallados hasta el momento de la ubicación, estructura y, en algunos casos, función de más de 3000 tipos de células cerebrales.
“Realmente necesitamos este tipo de información si queremos comprender qué nos hace únicos como humanos, o qué nos hace diferentes como individuos, o cómo se desarrolla el cerebro”, afirma Ed Lein, investigador principal del Instituto Allen para el Cerebro. Science en Seattle y uno de los cientos de investigadores que trabajaron en los mapas.
El atlas también ofrece una nueva forma de estudiar enfermedades neuropsiquiátricas que van desde el Alzheimer hasta la depresión.
“Se puede utilizar este mapa para comprender qué sucede realmente en las enfermedades y qué tipos de células podrían ser vulnerables o afectadas”, dice Lein.
Y el atlas es “crítico para comprender qué tan bien las diferentes especies pueden modelar la fisiología, la patología y la respuesta terapéutica del cerebro humano”, escriben Alyssa Weninger y Paola Arlotta en un comentario que acompaña a los artículos científicos.
Weninger es investigador de la Universidad de Carolina del Norte. Arlotta es profesora en Harvard y también ocupa un puesto en el Broad Institute de Cambridge, Massachusetts.
El atlas llegó en forma de más de 20 artículos de investigación publicados simultáneamente en tres revistas científicas: Science, Science Advances y Science Translational Medicine.
Aun así, el proyecto aún no está terminado. Los investigadores esperan encontrar aún más tipos de células cerebrales y no comprenden completamente algunas de las que ya han encontrado.
Tomemos como ejemplo las “neuronas salpicadas”. El nombre describe cómo se ven estas células altamente complejas cuando se representan en dos dimensiones, en lugar de tres. (Imagínese lo que hace un insecto cuando golpea un parabrisas).
“Cuando haces eso con este tipo de neuronas, se parece un poco a una prueba de Rorschach”, dice Lien.
En su forma actual, el atlas equivale a un primer borrador, dice Lien, uno que apenas comienza a abarcar toda la complejidad del cerebro humano.
“Pero realmente ha sentado las bases para demostrar que se trata de un sistema definible”, afirma.
Ratones, humanos y gorilas
El atlas ya ofrece una manera de ver en qué se diferencia el cerebro humano del cerebro animal.
Los humanos tienen células especializadas para procesar información visual que no se encuentran en los ratones, dice el Dr. Trygve Bakken, investigador asistente del Instituto Allen que trabajó en el atlas.
“Compartimos una especie de plan básico con los ratones”, dice, “pero vemos especializaciones en primates que no necesariamente vemos en un ratón”.
Esas células están presentes en chimpancés y gorilas, cuyos cerebros también fueron mapeados como parte del proyecto atlas. Pero en esas especies, los científicos encontraron diferencias sutiles en las áreas del cerebro que los humanos utilizan para procesar el lenguaje.
“Realmente existe un conjunto conservado de tipos de células que compartimos con chimpancés y gorilas”, dice Bakken. “Pero la expresión genética ha cambiado en esas células”.
Los cambios en la expresión genética afectan las conexiones entre las células. Eso sugiere que las habilidades lingüísticas de los humanos son el resultado de un cableado diferente, no de células diferentes. Y ese es un trabajo para un esfuerzo completamente diferente conocido como el Proyecto Conectoma Humano, que está mapeando las conexiones que permiten que las células cerebrales individuales formen vastas redes.
Mapeo de nuevos tratamientos
El proyecto del atlas está financiado en gran parte por los Institutos Nacionales de Salud como parte de su actual Iniciativa BRAIN, que fue lanzada hace una década por el presidente Obama.
Uno de los objetivos de la iniciativa es encontrar nuevos tratamientos para los trastornos cerebrales. Y el atlas podría ayudar a que eso se haga realidad.
El Alzheimer, el autismo, la depresión y la esquizofrenia pueden ser provocados por pequeñas variaciones en nuestro ADN.
Los científicos han encontrado cientos de estos cambios. Pero les ha costado entender con precisión cómo afectan a las células cerebrales individuales.
Entonces, como parte del proyecto atlas, un equipo de científicos creó una especie de diccionario que permite a los científicos vincular ciertos cambios genéticos con tipos específicos de células cerebrales.
“Por ejemplo, descubrimos que el Alzheimer de aparición tardía está particularmente asociado con un tipo de célula que llamamos microglía”, dice Bing Ren, profesor de medicina celular y molecular de la Universidad de California en San Diego.
La microglía son células inmunitarias que se sabe que se activan en los pacientes con Alzheimer. Muchos investigadores creen que este proceso contribuye a la pérdida de neuronas implicadas en la memoria y el pensamiento.
El diccionario de Ren también conectó un conjunto particular de neuronas con genes que aumentan el riesgo de trastorno depresivo mayor, y vinculó un conjunto diferente de neuronas con genes de esquizofrenia.
“Espero que nuestro trabajo permita a los científicos desarrollar nuevas estrategias para tratar estos trastornos”, afirma Ren.
Incluso cuando el atlas celular esté completo, representará sólo una parte de un esfuerzo mucho mayor para comprender el cerebro humano. Otras partes incluyen mapear las conexiones entre neuronas, estudiar cómo funcionan los circuitos cerebrales en tiempo real y determinar cómo enormes redes de células cerebrales son capaces de formar recuerdos, resolver problemas y producir conciencia.
