Ya antes de continuar leyendo, tóquese la punta de la nariz con el dedo. ¿Ha sido simple, verdad? Se trata de un movimiento mecánico, sin mucho esfuerzo aparente A su vez. Sin embargo, detrás de ese simple gesto, millones de neuronas de distintos zonas de su cerebro se han puesto a trabajar. A continuación, señales a más de 350 kms por hora han recorrido el camino A partir de su cabeza a su médula espinal, para Por ultimo finalizar en los músculos que contrajeron su brazo y sus dedos. A pesar de todos y cada uno de los increíbles progresos científicos, el conocimiento humano todavía no llega a entender del todo cómo se ha producido exactamente el proceso por el cual usted ha acabado con el dedo apuntando a su nariz. Cómo su cerebro ha juntado todas y cada una y cada una de las ‘piezas’ para finiquitar ejecutando esa mandato concreta. Posteriormente, Acto seguido de un lustro de trabajo y el esfuerzo de 250 investigadores involucrados bajo la Iniciativa BRAIN (cuyas siglas responden a Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies, o Investigación del Cerebro a través del Avance de Neurotecnologías Innovadoras), estamos un paso más alrededor conseguirlo. Los autores de una batería de 17 estudios que se publican Hoy en su totalidad en la revista ‘Nature’ han mapeado y clasificado las células de una comunicado del cerebro, la corteza motora, el primer paso para generar todo un ‘atlas cerebral’ total y comprender de qué manera las redes neuronales en nuestra cabeza controlan nuestro cuerpo y mente. Miles de millones de neuronas y otras células
Dentro del cerebro de una persona hay más de 100.000 millones de neuronas, otro tanto de células de otros tipos y miles de millones de conexiones neuronales. Si es que bien todos y cada uno de los seres humanos comparten La misma estructura cerebral general, los factores ambientales y genéticos individuales dan una manera determinada al crecimiento y funcionamiento de este complejo órgano. Dicho de otro modo, el cerebro de cada persona refleja sus antecedentes y experiencias únicas, un mapa de nuestra vida. Por eso, crear un atlas que abarque todos y cada uno de los géneros de células, sus peculiaridades y de qué forma se diferencian en cada individuo nos ayudaría a ‘leer’ con más exactitud de qué manera funciona nuestra cabeza y qué es lo que nos hace humanos. Y no Solo eso: comprender qué factores juegan un papel fundamental en su desenvolvimiento es un paso importante para entender Además cómo se desarrollan enfermedades tales Tal y como la esquizofrenia, las adicciones, los transtornos convulsivos o bien el alzheimer. Dónde se ‘apagan’ o bien se ‘encienden’ senderos y la diana donde los fármacos tendrían que hacer efecto. «Si pensamos en el cerebro Tal como una máquina extremadamente compleja, ¿cómo podríamos entenderlo sin primero descomponerlo y conocer las partes?», expone la neurocientífica teléfono Helen Bateup, profesora asociada de biología molecular y celular de la Universidad de California, Berkeley, y coautora del artículo primordial que sintetiza los resultados de los otros artículos. «En la primera página de cualquier manual acerca de de qué forma funciona el cerebro tendría que leerse: ‘aquí están todos los componentes celulares, esta es la cantidad de ellos, acá es donde están ubicados y con quién se conectan’». Y esa es la pretensión de la Iniciativa BRAIN. No obstante primero hay que ir paso a paso, por lo cual los autores se han centrado en la corteza motora, la parte central del cerebro que controla los procesos de planificación, control y ejecución de las funciones motoras voluntarias. Ratones, titíes, humanos Los estudiosos eligieron la corteza motora primaria en comunicado Porque es idéntico en todas y cada una de las especies de mamíferos: la manera con la que controlamos el movimiento en esta familia de seres vivos es muy parecida. a su vez, es una región representativa del neocórtex, la capa más externa del cerebro de los mamíferos, que no Solo integra data sensorial y motora, Sino más bien Además cabe nuestras complejas funciones cognitivas. El hecho de compartir estas condiciones con otras especies están haciendo que su estudio sea más fácil, Porque se pueden analizar los cerebros de otros animales y compararlos con los nuestros. En concreto, el club utilizó datos, aparte de humanos, de ratones y titíes. Aprovechando estos rasgos comunes se pudieron observar las células semejantes y sus funciones con diferentes técnicas, catalogándolas en el mapa más completo hasta el instante. Taxonomía de géneros de células de consenso entre especies de la corteza motora primaria de humanos, titíes y ratones, con el árbol de taxonomía De acuerdo en la comunicado superior seguido de números variables de Grupos para cada tipo de célula primordial en cada especie. – Allen Institute for Brain Science
«Si en realidad Queremos comprender cómo funciona el cerebro, debemos llegar a su unidad fundamental. Y esa es la célula», explica Ed Lein, investigador principal del Colegio Allen de Ciencias del Cerebro y intérprete y escritor primordial de Múltiples estudios de la Iniciativa BRAIN. «Esto También es clínicamente importante pues las células son el sitio de la enfermedad. Al entender qué células son vulnerables en diferentes enfermedades cerebrales, podemos entender mejor y, en última instancia, tratar las enfermedades en sí. La esperanza con estos estudios es que al hacer esta clasificación fundamental de los géneros de células, podamos sentar las bases para comprender la base celular de la enfermedad». Creando un censo de células
Como un censo de población, el censo de células tiene Del mismo modo que fin catalogar todos los diversos géneros de células cerebrales, sus propiedades, sus proporciones relativas y sus direcciones físicas para lograr una imagen de las poblaciones de células que juntas forman nuestro cerebro. En otros términos, cuántas células de un tipo existen y dónde están, Al igual que en un Sólo mapa. Después de catalogar por separado la datos extraída de los cerebros de ratones, titíes y humanos, un Equipo de estadísticos combinó datos de toda la data para determinar la mejor forma de clasificar o bien agrupar células en distintos tipos y, presumiblemente, diversos funciones basadas en las diferencias observadas en la expresión y los perfiles epigenéticos entre estas células. «La idea no era crear otro nuevo método para agrupar, Sino más bien encontrar formas de aprovechar las fortalezas de distintos métodos y combinarlos y evaluar la estabilidad de los resultados, la reproducibilidad de los Grupos que se obtienen», asevera Sandrine Dudoit, profesora de UC Berkeley y presidenta del Departamento de Estadística. En otros términos, buscar Conjuntos que entonces se pudieran combinar con otros. Por ejemplo, el club ha estimado que los humanos tienen más o bien menos el doble de tipos distintos de neuronas inhibidoras que neuronas excitadoras en esta región del cerebro, al tiempo que los ratones tienen cinco veces más. «Antes, teníamos algo En este sentido Del mismo modo que 10 o bien 20 géneros de células distintos que se habían definido anteriormente, Sin embargo no teníamos idea de si es que las células que estábamos definiendo por sus patrones de expresión génica eran exactamente las mismas que las definidas en función de sus propiedades electrofisiológicas, o el lo mismo que los géneros de neuronas definidos por su morfología», explica Bateup. Por ello, la enorme ventaja de este nuevo mapa es que se combinan muchas maneras de delimitar un tipo de célula y se integran en un modelo «que no solo se basa en la expresión génica o bien en la fisiología o morfología, Sino más bien más bien que tiene en cuenta todas y cada una esas propiedades», asevera Dirk Hockemeyer, de UC Berkeley, cuyo Plantel se encargó de utilizar CRISPR-Cas9 para crear ratones en los que un tipo de célula específico está marcado con un marcador fluorescente, lo cual les permite rastrear las conexiones que estas células están haciendo en todo el cerebro. «Ahora podemos decir que esta clase de célula particularmente expresa estos genes, tiene esta morfología, tiene estas propiedades fisiológicas y está ubicado en esta región particular de la corteza. Así es Al semejante que obtenemos una comprensión mucho más profunda de qué tipo de célula es y sus propiedades básicas». El futuro: un atlas de todo el cerebro
La idea es extender este análisis a otras partes del cerebro para acabar con un atlas total. «Una vez que tenemos todas y cada una esas partes definidas, podemos subir un nivel y empezar a comprender cómo esas partes funcionan juntas, cómo constituyen un circuito funcional, de qué manera eso Para terminar cabe percepciones y comportamientos y cosas mucho más complejas», señala Bateup. Si bien, los creadores señalan que futuros estudios podrían mostrar que estas clasificaciones no son tan válidas De esta forma tal y como semeja. Todavía De este modo, los estudiosos Creen que están en el buen sendero. «Incluso entre los biólogos, hay opiniones muy diversos sobre cuánta Resolución debería tener para estos sistemas, si hay una estructura de agrupamiento muy, muy débil o bien si es que verdaderamente tiene tipos de células de nivel superior que son más estables. Estamos comenzando con una pregunta biológica, Pero un biólogo por sí Sólo no podría haber resuelto ese problema. Para abordar un problema tan desafiante De esta manera como ese, se Necesita un club de expertos en un montón de disciplinas distintos que pueden comunicarse bien y trabajar entre sí». Un esfuerzo cooperativo que inicia a dar sus frutos.