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La impresionante visión del diagrama del cableado del cerebro

Manuel Blázquez - Ciencia y Tecnología

28 de Abril de 2013

Se llama Connectome Project y pretende mapear completamente la red neuronal del cerebro como si de un ordenador se tratara.


El pasado marzo, el primer lote de imágenes de mapeado del cerebro humano se subió a la red. Nada menos que 2 Terabytes de información procedentes de miles de imágenes de los cerebros de 68 voluntarios. Estos datos están disponibles a todo el mundo en la web simplemente descargándolas de Connectome Project.Las imágenes posibilitan a los neurocientíficos la posibilidad de disponer de vistas sin precedente de que partes del cerebro actúan ante qué estímulo o ante cuál actividad.

Uno de los líderes del proyecto, David Van Essen, jefe del departamento de biología y anatomía de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis, indica que el proyecto ha sido posible gracias a los recientes avances tanto en hardware de escaneado del cerebro como en el software de procesado de imágenes. En sí el proyecto es un consorcio de los equipos de Van Essen con los de Kamil Ugurbil de la Universidad de Minnesota, que pretende escanear en un futuro próximo los cerebros de 1.200 individuos. Según ambos, “no es solamente inferir la conectividad cerebral sino también descubrir como varia en los participantes cuando estos desarrollan diferentes capacidades emocionales, cognitivas e intelectuales.”

En particular, para poder dar numerosas perspectivas de cada cerebro, los investigadores han empleado las principales técnicas en la vanguardia de tratamiento y reconocimiento de imágenes. La primera con la que comienzan el mapeado es con MRI (siglas de la técnica de imagen por resonancia magnética) para acceder a las imágenes básicas estructurales del cerebro. Para ello, se emplean dos máquinas de escaneado, una de 3 Teslas y otra de nueva generación de 7 Teslas, que proporcionan imágenes de altísima resolución de los pliegues del córtex cerebral.

La segunda fase de escaneado se centra en una serie de MRI funcionales que detectan el flujo sanguíneo en el cerebro, mostrando la actividad de los sujetos tanto en reposo como en la realización de diferentes actividades como hablando, memorizando o jugando. Como complemento a los datos de la estructura básica y al flujo sanguíneo, se escanea de nuevo a cada individuo con la técnica de difusión MRI que realiza un seguimiento del movimiento de las moléculas de agua dentro de las fibras cerebrales. Dado que el agua se difunde más rápidamente a lo largo de las fibras que conectan las neuronas que a través de ellas, se puede llegar a relacionar secciones contiguas del cerebro. Mediante el software de tratamiento de imágenes se logran purgar las señales artificiales y el llamado “ruido” de señal, de forma que las imágenes aparezcan limpias.

El equipo ha adaptado una serie de herramientas de análisis de imagen de código abierto para que los investigadores de todo el mundo puedan consultar la base de datos, de forma que cualquier usuario pueda examinar un cerebro simplemente a través de las imágenes difundidas y superponer estos datos en un conjunto de resultados MRI funcionales.

Fusión del arte y la ciencia

No es la primera vez que se proponen las imágenes procedentes de un escáner como si fuera una obra de arte tecnológico. Esta vez, tampoco hace falta descargarse dato alguno para ver alguno de los resultados de Connectome. Se puede observar en la portada del último álbum de Muse, “The 2nd law”. Las imágenes seleccionadas y que se ha representado al lado, ilustran la complejidad de las conexiones neuronales del cerebro humano y son una muestra de lo sofisticado de los métodos de neuroimagen y de las herramientas de tratamiento de datos. Así es el cableado del cerebro humano….. y no es muy diferente del cableado de un equipo electrónico, ¿verdad?