Google ha dado luz verde a un ambicioso proyecto con la pretensión de mapear el cerebro humano, comenzando con el estudio detallado del hipocampo de ratones. Este esfuerzo, que está liderando Google Research en colaboración con el laboratorio del profesor Jeff Lichtman en Harvard, busca superar las limitaciones tecnológicas actuales y sentar las bases para una comprensión más profunda de la neurociencia.
El desafío de mapear el cerebro humano
El cerebro humano es una estructura de una complejidad asombrosa, compuesto por aproximadamente 86.000 millones de neuronas y más de 100 billones de sinapsis. Intentar mapear todas estas conexiones con la tecnología actual es una tarea titánica. Por ejemplo, la reconstrucción en 3D de un milímetro cúbico de tejido cerebral humano requirió 1,4 petabytes de datos y abarcó solo 16.087 neuronas. Extender este mapeo a todo el cerebro humano implicaría manejar alrededor de un zettabyte de información, una cantidad que supera con creces nuestras capacidades actuales de procesamiento y almacenamiento de datos.
El enfoque en el hipocampo del ratón
Ante la magnitud del desafío, los investigadores han decidido centrar sus esfuerzos en el hipocampo de los ratones. Esta región, que representa entre el 2% y el 3% del cerebro del ratón, es crucial para funciones como la memoria, la atención y la navegación espacial. Aunque pequeña en tamaño, su relevancia funcional la convierte en un objetivo ideal para el estudio. El objetivo es mapear un millón de neuronas del hipocampo, lo que generará un conjunto de datos de aproximadamente 25 petabytes, convirtiéndose en el mapa biológico más grande jamás creado.
Tecnologías y metodologías empleadas
Para llevar a cabo este proyecto, el equipo utiliza técnicas avanzadas de microscopía electrónica con una resolución de 4 nanómetros, lo que permite capturar imágenes detalladas de las estructuras neuronales. Estas imágenes se procesan mediante algoritmos de inteligencia artificial desarrollados por Google, similares a los que se usan en la programación del casino online o de los videojuegos, que ayudan a reconstruir las rutas de las neuronas y sus conexiones sinápticas en modelos 3D. Esto ya se ha probado con éxito en estudios anteriores, como el mapeo del cerebro de la mosca de la fruta, donde se logró una reconstrucción detallada de 25.000 neuronas y 20 millones de sinapsis.
Implicaciones y futuros pasos
Aunque mapear el cerebro completo de un ratón sigue siendo un desafío, este proyecto representa un paso significativo hacia una comprensión más profunda de la conectividad neuronal. Los datos obtenidos proporcionarán información valiosa sobre el funcionamiento del cerebro de los mamíferos y servirán como referencia para estudios futuros en cerebros más complejos, incluido el humano. Además, estos avances podrían tener aplicaciones en el desarrollo de nuevas terapias para trastornos neurológicos y en la mejora de interfaces cerebro-computadora.
Así que, aunque el proyecto de Google para mapear el cerebro humano, comenzando con el estudio del hipocampo de ratones, es una empresa ambiciosa, el objetivo final de superar las limitaciones tecnológicas actuales es una gran meta. A través de la combinación de técnicas avanzadas de microscopía electrónica e inteligencia artificial como la que ya usamos en ChatGPT o en los juegos de ruleta, los investigadores esperan poder desentrañar los complejos circuitos neuronales que subyacen a funciones esenciales como la memoria y la atención. Aunque el camino es largo, cada avance nos acerca más a una comprensión integral del órgano más enigmático del cuerpo humano.
