Nuestros cerebros no son tan diferentes de los cerebros de los ratones, y un nuevo conjunto de datos masivo nos da una mirada más cercana a ambos.
por Tatyana Woodall
Los neurocientíficos han publicado el mapa 3D más detallado del cerebro de los mamíferos jamás creado, creado a partir de un animal cuya arquitectura cerebral es muy similar a la nuestra: el ratón.
El mapa y el conjunto de datos subyacentes, que ahora están disponibles gratuitamente para el público , representan más de 200.000 neuronas y 500 millones de conexiones neuronales contenidas dentro de un cubo de cerebro de ratón no más grande que un grano de arena.
La nueva investigación es parte del programa Machine Intelli gence from Cortical Networks (MICrONS) , que espera mejorar la próxima generación de algoritmos de aprendizaje automático mediante la ingeniería inversa de la corteza cerebral, la parte del cerebro que en los mamíferos es responsable de una mayor funciones como la planificación y el razonamiento. Un consorcio de investigadores dirigido por grupos del Instituto Allen, la Facultad de Medicina Baylor y la Universidad de Princeton recopiló los datos.
“Algunas personas piensan que tal vez los secretos fundamentales de la inteligencia humana se encuentren en el estudio de la corteza”, dice H. Sebastian Seung , profesor de ciencias de la computación y neurociencia en Princeton y científico principal de MICrONS. “Por eso ha sido un tema tan misterioso y glamoroso en neurociencia”. A medida que los científicos aprendan más sobre el cerebro, sus descubrimientos podrían conducir a una IA más parecida a la humana.
La creación del mapa fue un proyecto de cinco años con tres etapas. El primero implicó tomar medidas de lo que hacía el cerebro del ratón cuando el animal estaba vivo. Esto produjo más de 70.000 imágenes de células cerebrales activas mientras el ratón procesaba información visual. Luego, los investigadores de MICrONS cortaron una pequeña parte del cerebro y la cortaron en más de 25.000 piezas ultrafinas. A continuación, utilizaron microscopía electrónica para tomar más de 150 millones de imágenes de alta resolución de esas piezas.
Los diagramas de cableado anteriores, como se conoce a las imágenes, han mapeado “conectomas” para la mosca de la fruta y los cerebros humanos. Una de las razones por las que MICrONS ha sido tan bien recibido es que el conjunto de datos tiene el potencial de mejorar la comprensión del cerebro por parte de los científicos y posiblemente ayudarlos a tratar los trastornos cerebrales.
Venkatesh Murthy, profesor de biología molecular y celular en la Universidad de Harvard que estudia la actividad neuronal en ratones, pero que no participó en el estudio, dice que el proyecto le da a él y a otros científicos “una vista panorámica” de cómo interactúan neuronas individuales, lo que ofrece una Imagen de “fotograma congelado” de alta resolución exquisita en la que pueden hacer zoom.
R. Clay Reid, investigador principal del Instituto Allen y otro científico principal del proyecto MICrONS, dice que antes de que se completara la investigación del programa, habría pensado que este nivel de reconstrucción era imposible.
Reid dice que con el aprendizaje automático, el proceso de convertir diagramas de cableado bidimensionales del cerebro en modelos tridimensionales ha mejorado exponencialmente. “Es una combinación divertida de un campo muy antiguo y un nuevo enfoque”, dice.
Reid comparó las nuevas imágenes con los primeros mapas del genoma humano, ya que proporcionan conocimientos fundamentales para que otros los utilicen. Él los imagina ayudando a otros a ver estructuras y relaciones dentro del cerebro que antes eran invisibles.
“Considero esto, en muchos sentidos, el comienzo”, dice Reid. “Estos datos y estas reconstrucciones impulsadas por IA pueden ser utilizados por cualquier persona con una conexión a Internet y una computadora, para hacer una extraordinaria variedad de preguntas sobre el cerebro”.
Fuente: https://www.technologyreview.com/2021/08/02/1030453/microns-connections-in-a-mouse-brain/
