Seis capas de neuronas excitadoras codificadas por colores según su profundidad. | Foto: Investigación de Google y laboratorio Lichtman.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y Google lograron la reconstrucción 3D con resolución sináptica más grande hasta la fecha de un fragmento de cerebro humano del tamaño de medio grano de arroz. Dicha reconstrucción muestra con gran detalle cada célula y su red de conexiones neuronales.
La reconstrucción realizada tras una colaboración de casi 10 años con científicos de Google Research, representa un sólo milímetro de tejido cerebral, y muestra con gran detalle cada célula y su red de conexiones neuronales. De acuerdo con los expertos, en un milímetro cúbico del cerebro existen 57 mil células, 230 milímetros de vasos sanguíneos y 150 millones de sinapsis, lo que equivale a mil 400 terabytes de datos.
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Mapa de un milímetro de cerebro ¿qué hay?
El mapa cerebral contiene detalles nunca antes vistos de la estructura del cerebro, incluido un raro pero poderoso conjunto de axones conectados por hasta 50 sinapsis.
Así como rarezas en el tejido que fueron notadas por el equipo. Tales como una pequeña cantidad de axones que formaban extensos verticilos. Sin embargo, dado que la muestra fue tomada de un paciente con epilepsia, se desconoce si estas formaciones inusuales son patológicas o simplemente raras.
Los investigadores aseguran que estos mapas completos iluminarán el camino hacia nuevos conocimientos sobre la función y las enfermedades cerebrales, sobre los cuales los científicos todavía saben muy poco.
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¿Cómo fue posible saber esto?
Para lograr este “mini” mapeo cerebral fue necesario combinar imágenes de microscopía electrónica con algoritmos de inteligencia artificial para codificar por colores y reconstruir el cableado extremadamente complejo de los cerebros de los mamíferos.
Los algoritmos de inteligencia artificial de última generación de Google permiten la reconstrucción y el mapeo del tejido cerebral en tres dimensiones. El equipo también ha desarrollado un conjunto de herramientas disponibles públicamente que los investigadores pueden utilizar para examinar y anotar el conectoma.
La hazaña, publicada en la prestigiosa revista Science, es producto de una colaboración de casi 10 años con científicos de Google Research, cuyo objetivo es crear un mapa de alta resolución del cableado neuronal completo del cerebro de un ratón, lo que implicaría aproximadamente mil veces la cantidad de datos que acaban de producir a partir de este fragmento milimétrico de corteza humana.
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“La palabra ‘fragmento’ es irónico. Un terabyte es, para la mayoría de las personas, gigantesco, pero un fragmento de un cerebro humano, sólo un minúsculo, diminuto pedacito de cerebro humano, sigue siendo miles de terabytes”, dijo Jeff Lichtman, director de la investigación.
