Un equipo internacional reconstruyó en 3D, con precisión sin precedentes, un milímetro cúbico del córtex visual de un ratón, revelando principios fundamentales sobre la organización y el funcionamiento del cerebro

Un innovador proyecto científico, fruto de la colaboración de más de 150 investigadores, ha logrado generar un mapa funcional y estructural de una región del córtex visual de ratón. Este avance, documentado en una serie de diez estudios publicados en Nature y Nature Methods bajo el proyecto MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks), representa el mapeo más completo de la conectividad cerebral en mamíferos, abriendo nuevas posibilidades para comprender los cimientos del pensamiento y la conciencia.

Una proeza en conectómica y reconstrucción digital

La investigación se basó en el registro de la actividad de 75.000 neuronas de un ratón mientras este corría sobre una cinta visual, gracias a una modificación genética que hacía fluorescentes las células activas. Posteriormente, se seleccionó una minúscula porción del córtex visual —del tamaño de un milímetro cúbico— y se procesó mediante técnicas avanzadas de microscopía electrónica. Con la ayuda de modernas herramientas de inteligencia artificial, investigadores de la Universidad de Princeton lograron reconstruir digitalmente la conectividad neuronal. El resultado fue un conjunto de datos que ocupa 1,6 petabytes, equivalente a 22 años de vídeo en alta definición, en el cual se identificaron más de 200.000 células —incluyendo 84.000 neuronas y 524 millones de sinapsis— y seis kilómetros de cableado cerebral.

Revelaciones que abren nuevas fronteras

El mapa generado no solo permite correlacionar la estructura anatómica y la actividad funcional de las células, sino que también integra la identidad genética de cada una. Entre los hallazgos más destacados se encuentra la identificación de nuevos tipos celulares y el descubrimiento de reglas de conectividad hasta ahora desconocidas, así como la revelación de un mecanismo de inhibición neuronal más selectivo y sofisticado de lo esperado. Andreas Tolias, investigador principal en Baylor y Stanford, afirma con convicción «esto representa el futuro de la neurociencia. MICrONS sienta las bases para construir modelos integrales del cerebro, que conecten niveles conductuales, neuronales e incluso moleculares».

Un recurso incalculable para la ciencia y el diseño de redes artificiales

Aunque el estudio se centra en una pequeña porción del cerebro (la corteza visual del ratón), los principios descubiertos son comunes a los sistemas neurales de otros mamíferos, incluidos los humanos. Este avance es considerado comparable en potencial transformador al Proyecto Genoma Humano. Los investigadores afirman que, a medida que se amplíen estos mapas, se abrirá la puerta a un entendimiento integral del cerebro que, en consecuencia, permitirá el diseño de redes artificiales más robustas y biológicamente inspiradas en los principios conectivos del cerebro.

Mariela Petkova y Gregor Schuhknecht, en un artículo conjunto, definen el proyecto MICrONS como «el conjunto de datos más completo jamás reunido que vincula la estructura cerebral de un mamífero con la actividad neuronal en un animal en movimiento». Este logro no solo es una proeza científica, sino que representa un salto crucial hacia la comprensión del origen del pensamiento, las emociones y, en definitiva, de la conciencia.

Hacia el futuro

Si bien queda mucho por explorar, este mapa de la conectividad cerebral marca el comienzo de una nueva era en neurociencia. Con cada ladrillo que se coloca en este complejo edificio, nos acercamos a desvelar los misterios del cerebro, un objetivo que, según Francis Crick, era «imposible» en 1979, y que ahora se vislumbra a la vista con avances que prometen cambiar el rumbo de la ciencia y la tecnología en el entendimiento del sistema nervioso.

Por Daniel Ventuñuk
En base al artículo de Antonio Villarreal en SINC