Los científicos acaban de desvelar el “atlas” más grande y detallado del cerebro humano jamás creado. Detalla la disposición y el funcionamiento interno de 3.300 tipos de células cerebrales, de las cuales sólo una fracción era conocida previamente por la ciencia. La investigación se publicó el jueves 12 de octubre en forma de 21 nuevos artículos publicados en tres revistas: Science, Science Advances y Science Translational Medicine.
“No es sólo un atlas”, dijo a MIT Technology Review Ed Lein, neurocientífico del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro y autor principal de cinco de los artículos. “Realmente está abriendo un campo completamente nuevo, donde ahora se puede observar con una resolución celular extremadamente alta en cerebros de especies donde esto normalmente no había sido posible en el pasado”.
La investigación se llevó a cabo como parte de un proyecto de los Institutos Nacionales de Salud conocido como Red de Censo Celular de la Iniciativa de Investigación del Cerebro a través del Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN), o BICCN. Lanzado en 2017, el enorme proyecto tiene como objetivo catalogar las células que se encuentran en el cerebro de ratones, humanos y primates no humanos como los monos.
Estas células incluyen neuronas, las células cerebrales que se comunican a través de mensajes químicos y eléctricos, y un número aproximadamente igual de células no neuronales. Estas células no neuronales incluyen la glía, una clase de células cerebrales que brindan soporte estructural, nutrientes y aislamiento a las neuronas y al mismo tiempo regulan la forma en que envían señales. Se estima que el cerebro humano adulto contiene 86 mil millones de neuronas, aproximadamente 8 mil millones más o menos, y otros 84 mil millones aproximadamente de estas células no neuronales. El atlas del cerebro humano BICCN utilizó técnicas de vanguardia que anteriormente se habían utilizado principalmente en animales, escribió Mattia Maroso, editor senior de la revista Science, en el número especial publicado el jueves.
Los científicos utilizaron la transcriptómica, que implica catalogar todo el ARN de células individuales. El ARN es una molécula genética que contiene instrucciones para construir proteínas y realiza otras tareas importantes. También utilizaron la epigenómica, que implica examinar etiquetas químicas que se encuentran encima del ADN y controlan cómo se pueden utilizar los genes. Los estudios individuales incluidos en el BICCN incluyeron datos de cientos de miles a millones de células cerebrales.
Combinando estas técnicas, los investigadores crearon mapas a escala unicelular del cerebro humano adulto y en desarrollo, así como de los cerebros de primates llamados titíes (Callithrix) y macacos (Macaca). Algunos estudios también examinaron los cerebros de chimpancés (Pan troglodytes) y gorilas (Gorilla).
Esto permitió una comparación directa entre los cerebros de primates humanos y no humanos, y reveló que los innumerables tipos de células que se encuentran en nuestros cerebros también se encuentran en chimpancés y gorilas, informó The New York Times. Pero aunque compartimos tipos de células, la actividad genética de esas células parece ser marcadamente diferente en humanos y simios, y esto cambia la forma en que esas células trabajan juntas.
“Son realmente las conexiones (la forma en que estas células se comunican entre sí) las que nos diferencian de los chimpancés”, dijo al Times Trygve Bakken, neurocientífico del Instituto Allen que trabajó en los estudios con primates.
Aunque no tiene precedentes en cuanto a detalles, el atlas del cerebro humano es un primer borrador. En el futuro, los científicos quieren decodificar la función de las células cerebrales recién descubiertas, muchas de las cuales se encuentran en lo profundo del cerebro, en estructuras como el tronco del encéfalo, informó Nature. También quieren comprender cómo la actividad genética de diferentes células contribuye al desarrollo de enfermedades neurológicas.
En una declaración que se publicó junto con los 21 artículos recientemente publicados, Science dijo: “Si queremos comprender qué nos hace humanos y los mecanismos responsables del desarrollo de los trastornos neurológicos, primero debemos tener un conocimiento profundo del cerebro humano en nivel celular, que es exactamente de lo que trata esta colección de artículos del BICCN”.
Fuente: Live Science.
