Elaboran el primer mapa completo de los circuitos del cerebro

Muy Interesante / Estados Unidos / Lunes 14 de agosto del 2017

¿Cómo se conectan las neuronas? ¿Cómo trabajan juntas para tomar decisiones, expresar emociones y crear conciencia?

Un complejo mapa elaborado por un matemático y científico informático de la Universidad Johns Hopkins podría situarnos muy cerca de la respuesta a estas preguntas.

Marta Zlatic se unió a un equipo internacional de neurocientíficos para crear este mapa, que representa el centro de aprendizaje y memoria del cerebro de la larva de la mosca de la fruta, un primer paso hacia el mapeo de cómo funcionan todos los cerebros animales.

El científico ha almacenado más de veinte mil horas de video en blanco y negro, y las imágenes están ayudando a responder a una de las preguntas más importantes en la neurociencia moderna: cómo los circuitos del cerebro crean el comportamiento.

La parte del cerebro de la larva de la mosca de la fruta asignada en este proyecto incluye aproximadamente mil seiscientas de las diez mil neuronas contenidas en el cerebro entero de una larva. El cerebro adulto de la mosca de la fruta comprende aproximadamente cien mil neuronas, y el salto en la complejidad a los mamíferos es más grande todavía. El cerebro humano contiene de ochenta y seis mil millones a cien mil millones de neuronas.

El análisis del mapa revela patrones de conexión entre seis tipos de neuronas que anteriormente habían sido malinterpretados o eran enteramente desconocidos, contribuyendo a una mejor comprensión de cómo funciona esta porción del cerebro de la larva de la mosca de la fruta. El desafío es tal que podemos compararlo a tratar de identificar todas las relaciones de todas las partes de una red eléctrica compleja.

Más cerca de una comprensión total del cerebro
Pero comprender incluso el más simple de los circuitos presenta una serie de desafíos. Estos varían en disposición y función de animal a animal. Se hace difícil fijar una función a un circuito. Además, el cableado por sí solo no explica completamente cómo los circuitos generan el comportamiento. Otros factores, como los hormonales, tienen que ser considerados.

Sin embargo, los científicos están comenzando a detectar patrones en circuitos simples que pueden operar en cerebros más complejos. "Esto es lo que esperamos", afirma Willie Tobin, un neurocientífico de la Escuela de Medicina de Harvard en Boston, Massachusetts: "que podamos encontrar principios generales que nos puedan ayudar a entender sistemas más grandes".

El proyecto, además, podría servir de guía a medida que los científicos allanan el camino hacia la comprensión del cerebro y, finalmente, hacia la compleja red de conexiones entre las neuronas en los cerebros de los mamíferos. La parte del cerebro de la larva de la mosca de la fruta usada en el estudio se corresponde, aproximadamente, con la corteza cerebral en mamíferos.

En los últimos años, nuevas herramientas y técnicas para rastrear las conexiones del cerebro nos acercan cada vez más a una comprensión más precisa de cómo este funciona. Es más, los diagramas de redes neuronales resultantes están produciendo sorpresas; mostrando, por ejemplo, que un cerebro puede usar una red de múltiples maneras para crear los mismos comportamientos.