Cinco
años de trabajo ha llevado obtener 7.404 secciones del cerebro procedente de
una mujer 65 años sin ninguna patología neurológica o psiquiátrica, lo que se
considera un cerebro “normal”. Cada una estas secciones del grosor de un
cabello (0,2 micrómetros) fueron teñidas para hacer visibles los cuerpos
celulares. Las secciones del cerebro digitalizado fueron cuidadosamente
alineadas y reconstruidas para crear un atlas de referencia en 3D cincuenta
veces más detallado que los disponibles hoy en día. Denominado “Big Brain”, el
nuevo atlas, que se presenta en el último número de la revista Science, es
fruto de una investigación germano-canadiense y proporciona conocimientos sin
precedentes sobre la anatomía y organización del cerebro, según los autores, y
permitirá a los investigadores estudiar el cerebro a nivel celular. Estará a
disposición de todos los científicos que quieran utilizarlo.
"BrigBrain"
tiene una resolución de dos décimas de milímetro, es decir, 50 veces superior a
las imágenes obtenidas mediante resonancia magnética, que solo llegan al milímetro.
No permitirá ver las células más pequeñas pero sí cómo están distribuidas en
las distintas capas que forman la corteza cerebral, una información muy
valiosa.
Además,
explicaron los autores en rueda de prensa on line, servirá como atlas estereotáxico
a los neurocirujanos, que utilizan coordenadas tridimensionales para localizar
el punto exacto del cerebro en el que implantar electrodos para estimulación
profunda en patologías como el párkinson o el trastorno obsesivo compulsivo, y
para localizar el foco que provoca ataques epilépticos.
Integrar
conocimientos
Aunque
los datos se han obtenido de un único cerebro, a pesar de las diferencias
existentes entre las distintas personas, los investigadores señalan la
localización de las estructuras es la misma. Además, argumentan, este atlas de
alta resolución proporcionará un marco de referencia a los neurocientíficos
para comparar sus hallazgos en un modelo estandarizado. La idea, dicen, es que
se convierta en el estándar de oro de la neurociencia, donde se puedan integrar
todos los conocimientos acumulados hasta la fecha. Entre ellos los obtenidos
mediante técnicas de neuroimagen para salvar la profunda brecha que desconecta
los estudios de imagen funcional de los datos anatómicos de alta resolución
obtenidos en el laboratorio.
Ayudará
también a integrar los datos existentes sobre expresión de los distintos genes
y moléculas hasta ahora sólo visibles bajo el microscopio, lo que podría
suponer una ayuda para entender mejor la base neurobiológica de la cognición,
el lenguaje, emociones y otros procesos.
“BigBrain
nos ayuda a generar nuevos conocimientos sobre el cerebro sano y también sobre
el enfermo", señala Katrin Amunts, directora del Instituto de
Neurociencias y Medicina de la Universidad de Düsseldorf. Como ejemplo explica
que "como consecuencia de su evolución, la corteza cerebral humana está
muy plegada," esta es la razón por qué, en algunas zonas, el espesor de la
corteza cerebral sólo puede ser determinado de forma muy imprecisa utilizando técnicas
de neuroimagen. Sin embargo, el espesor de la corteza cambia en el curso de su
vida y también se ve afectado por procesos neurodegenerativos, como en la
enfermedad de Alzheimer.
"Con
la ayuda de nuestro modelo de alta resolución del cerebro, podemos obtener una
nueva comprensión de la estructura normal de distintas áreas funcionales del
cerebro, como la corteza motora o el hipocampo, una región importante para el
aprendizaje y la memoria, y también sobre numerosas propiedades
estructurales," explica Amunts. Esto contribuirá a la identificación
precisa y la evaluación de los cambios que se producen en el cerebro de los
pacientes.
Los
datos obtenidos con BigBrain también se utilizarán en el Proyecto Cerebro
Humano europeo, al que la comisión europea destinará 500 millones de euros.
Dirigido por el profesor de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza)
Henry Markram y en el que participan científicos de 87 instituciones, entre
ellas algunas españolas, lideradas por Javier de Felipe, profesor de
investigación del Instituto Cajal-CSIC y director del laboratorio de circuitos
corticales de la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo del proyecto es
crear un cerebro virtual, una simulación del cerebro, con ayuda de
superordenadores, que incorporará toda la información que la neurociencia haya
obtenido hasta ahora.
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