mayo 22, 2024

Las imágenes revelan en detalle un milímetro cúbico del cerebro humano;  Ver |  tecnología

Las imágenes revelan en detalle un milímetro cúbico del cerebro humano; Ver | tecnología

Una representación de neuronas excitadoras en una sección de la muestra. Imagen: Google Research & Lichtman Lab/Harvard University. Actuaciones del Dr. Berger/Universidad de Harvard

Neurocientíficos de la Universidad de Harvard en Estados Unidos han revelado imágenes detalladas de un milímetro cúbico del cerebro humano. El trabajo de casi una década de duración es la versión más grande y detallada del órgano hasta la fecha, según información en el sitio web. Alerta científica. Una imagen de una sola parte del cerebro, que mide 1 milímetro en cada lado, es más que… 57.000 células, 150 millones de sinapsis y 230 mm de microvena.

«La palabra ‘parte’ es irónica», dijo Jeff Lichtman, neurocientífico de la Universidad de Harvard. Y añadió: «Para la mayoría de las personas, un terabyte es enorme, pero una parte del cerebro humano -sólo una pequeña parte del cerebro humano- sigue siendo miles de terabytes».

La reconstrucción se basó en una muestra de cerebro humano que se extrajo de un paciente con epilepsia durante una cirugía para acceder a la lesión subyacente. La muestra fue fijada, teñida con metales pesados ​​para resaltar los detalles, incrustada en resina y seccionada en 5.019 rodajas, con un espesor promedio de 33,9 nanómetros, recogidas en cinta adhesiva.

Los investigadores utilizaron microscopía electrónica de alto rendimiento para obtener imágenes detalladas de este pequeño trozo de tejido, generando 1.400 terabytes de datos. Luego, estos datos se analizaron utilizando algoritmos especialmente desarrollados, lo que dio como resultado, según los investigadores, «una reconstrucción 3D de prácticamente cada célula y proceso en el volumen alineado».

Esta reconstrucción, denominada H01, ya ha revelado algunos detalles sin precedentes sobre el cerebro humano. El equipo se sorprendió al notar que las células gliales, o células no neuronales, superaban en número a las neuronas en la muestra, y el tipo de célula más común eran los oligodendrocitos, células que ayudan a envolver los axones en mielina protectora, una sustancia rica en grasas que incluye estas estructuras y ayuda con la velocidad de comunicación.

Una única neurona (blanca) y todos los axones de otras neuronas asociadas – Imagen: Google Research & Lichtman Lab/Harvard University. Actuaciones del Dr. Berger/Universidad de Harvard

Cada neurona tenía miles de conexiones relativamente débiles, pero los investigadores encontraron grupos raros y fuertes de axones conectados por 50 sinapsis. Descubrieron que una pequeña cantidad de axones están organizados en hélices inusuales y de gran escala.

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Debido a que la muestra fue tomada de un paciente con epilepsia, no está claro si estas características son normales pero raras en el cerebro humano, o si están relacionadas con el trastorno del paciente. De cualquier manera, el trabajo reveló la amplitud y profundidad de la brecha en la comprensión del cerebro.

Estudios cerebrales

La imagen representa un gran avance en la comprensión del complejo cerebro humano. En todo el reino animal, las funciones realizadas por la mayoría de los órganos vitales son más o menos las mismas, pero el cerebro humano pertenece a una clase propia.

Cada cerebro humano contiene miles de millones de neuronas, que envían señales a través de billones de sinapsis, el centro de mando desde el que opera el cuerpo humano.

Una comprensión más profunda de cómo funciona este órgano proporcionaría grandes beneficios para los estudios de la función y los trastornos cerebrales, desde lesiones hasta enfermedades mentales.

Con ese fin, Lichtman y sus colegas han estado trabajando en lo que llaman una «red neuronal»: un mapa del cerebro y todas sus conexiones que puede ayudarnos a comprender mejor cuándo esas conexiones están distorsionadas.

El objetivo actual del proyecto es reproducir un cerebro de ratón completo. El siguiente paso en el trabajo del equipo consiste en intentar comprender la formación del hipocampo en el ratón, un área del cerebro muy implicada en el aprendizaje y la memoria.

«Existe un nivel de comprensión sobre el cerebro que no existe actualmente. Sabemos sobre las manifestaciones externas del comportamiento. Sabemos sobre ciertas moléculas que están desordenadas. Pero entre los diagramas de cableado, hasta ahora, no ha habido manera de entenderlas. «. “Ahora hay una manera”, concluyó Lichtman.

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