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Cómo es el mapa 3D del cerebro creado por Google y Harvard

Giorgio Arturi

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La intimidad del cerebro lograda a través de 225 millones de imágenes, con millones de fragmentos de neuronas, 130 millones de sinapsis relevadas y más.

09 Junio de 2021 09.44

Los sorprendentes avances de la medicina sin duda van relacionados con las mejoras tecnológicas y así es como ahora Google y el laboratorio Lichtman de la Universidad de Harvard lograron revelar la intimidad del cerebro a través de 225 millones de imágenes. Para ofrecer una idea de lo complicado que es el cerebro humano, los científicos Connectomics de Google y el Laboratorio Lichtman elaboraron una colorida reconstrucción de 1.4 petabytes para consulta médica.

El mapa 3D representa la corteza cerebral, y revela cómo se procesan funciones cognitivas sofisticadas como el pensamiento, la memoria, el lenguaje y la percepción. Contiene 225 millones de imágenes de un milímetro cúbico de tejido cerebral, con millones de fragmentos de neuronas, 130 millones de sinapsis relevadas y más, de acuerdo al documento de la investigación.

Cómo lo hicieron

Para tejer este elaborado estudio, el equipo extrajo un corte microscópico del lóbulo temporal de una corteza cerebral humana y la muestra quirúrgica fue teñida para una mejor visualización, antes de ser conservada en resina. Posteriormente, los científicos dividieron la muestra en unos 5.300 fragmentos de 30 nanómetros de espesor, que le dio a la computadora las 225 millones de imágenes 2D separadas para analizar y finalmente unirse en uno de los mapas más elaborados del cerebro humano.

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A pesar de todas sus complejidades, Google dice que el mapa 3D (que puede verse una demo aquí, y en toda su extensión a través de la plataforma Neuroglancer) solo cubre “solo una millonésima parte del volumen de un cerebro humano completo. Hay mucho potencial sin explotar y estamos ansiosos por descubrir cuánto más puede lograr el cerebro humano”.

Connectomics y la misión de lograr el mapa del cerebro

Sobre el estudio, el equipo de Connectomics de Google fundamenta la creación de Neuroglacer, la plataforma que posibilita ver estos datos en forma exhaustiva. Dice que una de las principales hipótesis de la neurociencia moderna es el conocimiento de la estructura de conectividad neurona a neurona en el cerebro y cómo están relacionadas con las funciones del órgano pensante.

Por eso, gracias a los avances tecnológicos, las nuevas técnicas de microscopía, han comenzado a abordar el desafío de obtener imágenes para un mapa del cerebro en tres dimensiones con resolución nanométrica y 4D a nivel celular. Pero como tanta información ha generado un gran cuello de botella en el paso posterior del análisis de los datos, y ahí es dónde radica la misión del equipo de Connectomics.

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En su web indican que trabajan para resolver algunos de los problemas de análisis de datos del mapa y permitir un enfoque de alto rendimiento para estudiar la arquitectura de red del cerebro.

Vale decir que Neuroglancer es precisamente un visor basado en WebGLpara datos volumétricos, capaz de mostrar vistas de sección transversal arbitrarias (no alineadas con el eje) de datos volumétricos, así como mallas 3D y modelos basados en segmentos de línea (esqueletos).

Google reconoce que no se trata de un producto oficial, sino es un equipo de trabajo donde participan investigadores de Harvard, además de colaborar el Instituto Max Planck, el Campus de Investigación Janelia del HHMI y otras organizaciones.

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