El cerebro humano es una red vasta y compleja formada por 100 mil millones de neuronas y 100 billones de sinapsis, por lo que su estudio es altamente complejo. Las conexiones entre las células cerebrales forman amplias jerarquías, circuitos y microcircuitos a través de diversos niveles de organización cerebral. La importancia de conocer el funcionamiento del cerebro reside en comprender los mecanismos biológicos neuronales, tener las bases de enfermedades cerebrales para lograr un diagnóstico y tratamiento adecuado y en tercera instancia, contribuir al desarrollo de nueva tecnología enfocada en inteligencia artificial y neuro-robótica.

Al igual que el Proyecto Conectoma Humano, existe un proyecto a la par que tiene como objetivo estudiar la estructura cerebral creando simulaciones a nivel molecular y haciendo reconstrucciones digitales del cerebro a partir de modelos computacionales, los cuales brindan de manera detallada la anatomía celular, la conectividad neuronal y los cambios de potenciales eléctricos en el neocórtex de ratas jóvenes. El Proyecto Blue Brain (BBP por sus siglas en inglés) es el punto de cruce entre las neurociencias y la tecnología con el fin de lograr un entendimiento amplio acerca del funcionamiento del cerebro. De primera mano, las investigaciones se están realizando en cerebros de ratas pero se espera ascender a niveles más complejos empleando cerebros de gatos y primates, y tener como última meta el análisis del cerebro humano.

Figura 1. Neuronas renderizadas con un mapa de color asignado por voltaje en un punto particular de una simulación. De https://bluebrain.epfl.ch/

El BBP emplea datos experimentales de laboratorio para conjuntarlos con modelos estadísticos y bases de datos para mejorar las reconstrucciones digitales de los procesos bioquímicos neuronales. Esta estrategia de investigación permite explotar los datos del laboratorio para obtener mapas más elaborados del cerebro sin la necesidad de medir cada variable en los diversos niveles de organización neuronal, como a nivel molecular, celular, redes neuronales y regiones del cerebro. Con la implementación de estas herramientas, se espera la construcción detallada de modelos computacionales del cerebro con detalles a nivel biológico y tener una comprensión más profundo de la conectividad y función de este órgano. Como primer paso, el BBP se encargará de la recopilación de datos mediante la estrategia mencionada anteriormente y por medio de la literatura; posteriormente se planea respaldar la información y crear bases de datos para su empleo en la neuroinformática; y finalmente como tercera etapa se espera poder diseñar matemáticamente la estructura y función el cerebro a diferentes niveles de organización, empleando aspectos de biofísica y  geometría.

Proyecto Conectoma Humano vs Proyecto Blue Brain

 

Una representación de una colección de neuronas y una clase específica de sinapsis, de https://bluebrain.epfl.ch/

Las diferencias significativas entre ambos proyectos son sus ambiciones a largo plazo y especificidad de los datos obtenidos.

El Proyecto Conectoma Humano es patrocinado por miembros de los Institutos Nacionales de la Salud liderado por la Universidad de Washington y la Universidad de Minnesota, seguido de la Universidad de Harvard, el Hospital General de Massachusetts y la Universidad de California; su objetivo es conocer la conectividad anatómica y funcional en el cerebro humano sano y obtener datos sobre la organización de sus conexiones para posteriormente  sumergirse en el cerebro patológico, empleando técnicas de imagen por resonancia magnética, electroencefalogramas y magnetoencefalografía.  En cuanto al Proyecto Blue Brain tiene ambiciones más altas al buscar un raciocinio más claro del cerebro y poder aplicar la información recopilada no sólo en el área biomédica, sino también en inteligencia artificial.

 

El núcleo de este proyecto se encuentra en Suiza y participan diversas universidades españolas. El BBP va de lo particular a lo general, partiendo por el entendimiento de las neuronas a nivel molecular y celular hasta llegar a microcircuitos y conexiones neuronales, empleando como modelo el cerebro de rata, mientras que el Proyecto Conectoma Humano, como su nombre lo dice, estudia directamente el cerebro humano.

Ambos proyectos pretenden darnos una idea más amplia del funcionamiento complejo del cerebro y  tienen en común que los datos obtenidos están disponibles al público,siendo el portal NeuroMicrocuitry donde se encuentran los modelos de datos y reconstrucciones del BBP: https://bbp.epfl.ch/nmc-portal

 

Rivera-Báez, L.

 

 

Deja un comentario