Hace unos días hablamos del proyecto BAM,
impulsado, entre otros, por el presidente norteamericano.
En un artículo de la revista 'Neuron'
se publicaron recientemente algunas de sus claves:
Alivisatos, A. P. et al. (2012).The Brain
Activity Map Project and the Challenge of Functional Connectomics. Neuron, 74, 970-974.
Ese breve informe comienza con una referencia
a Cajal: "una
limitación fundamental para nuestro avance es que seguimos sin comprender los
micro-circuitos del cerebro, las conexiones sinápticas de las distintas
regiones cerebrales a las que Cajal se
refirió como 'selvas impenetrables en las que se han perdido muchos
investigadores'".
Explorar el comportamiento de neuronas
individuales, como se hizo hasta ahora, está abocado al fracaso. Lo que se
necesita son herramientas que permitan ver el cuadro completo de relaciones
entre neuronas en alta definición (HD). La
naturaleza distribuida y plástica de las conexiones apoya una perspectiva
global.
El BAM se propone registrar los potenciales
de acción de cada neurona en un determinado circuito en una escala temporal
congruente con los estados psicológicos de interés. Realmente se desea recoger
la dinámica del conectoma estructural. Ni la fMRI (resonancia magnética
funciona) ni el MEG (magneto-encefalografía) son instrumentos válidos para alcanzar
este objetivo, puesto que no permiten llegar al nivel de la neurona individual.
El BAM sugiere usar nano-partículas para medir el voltaje de las neuronas. Esas
partículas podrían actuar como antenas para obtener señales ópticas que puedan
interpretarse. Y para lograr una lectura con sentido de esas señales sería
necesario desarrollar algoritmos
inteligentes para interpretar la ingente cantidad de información que se
captaría.
La reconstrucción de la actividad del cerebro
debería hacerse en tres fases. Primero, usando métodos basados en el calcio
para reconstruir los disparos de las neuronas. Segundo, visualizando los
potenciales de acción. Tercero, reconstruyendo la actividad neuronal de
regiones profundas del cerebro usando una tecnología similar al WIFI.
Los gurús que firman este breve informe
predicen que en cinco años será posible reconstruir los circuitos compuestos por
70.000 neuronas (equivalente a, p. e., la retina de un roedor). En una década
se podría rastrear el cerebro completo de la mosca de la fruta (un millón de
neuronas). En 15 años se podría explorar el cerebro completo de un roedor.
Siguiendo el modelo del proyecto genoma, se
propone generar una base de datos a la que puedan acceder sin restricciones los
científicos para avanzar más rápidamente.
Por supuesto, subrayan las potenciales
aplicaciones del proyecto y el beneficio económico que supondrá para quienes
inviertan en él. Pero también ponen encima de la mesa la necesidad de formar
personal que puedan responder a las demandas a medida que se avanza. Y,
naturalmente, son conscientes de la necesidad de que un gran número de científicos
se unan al proyecto.
Concluyen donde empiezan: "creemos que la
neuro-ciencia está preparada para descubrir los circuitos cerebrales y exponer
sus propiedades emergentes iluminando 'las selvas impenetrables' del cerebro".
Para más información:
http://hdl.handle.net/10022/AC:P:13501
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