Forrest Collman/Allen Institute
Un equipo internacional de investigadores crea el mapa 3D más avanzado de la corteza visual del ratón.
El trabajo dirigido por el proyecto MICrONS permitió crear un mapa tridimensional de alta resolución de una parte de la visual corteza cerebral del ratón, permitiendo a los científicos cambiar radicalmente su comprensión del trabajo y las funciones de este órgano. La cantidad total de datos fue de 1,6 petabytes de información, que abarcan la actividad de más de 200 mil células. El mapa incluye 4 km de axones ramificados y 500 millones de centros sinápticos.
«logros de MICrONES es un momento decisivo para la neurociencia, comparable al proyecto del genoma humano en cuanto a su potencial transformador», — afirma David Markowitz, autor principal del artículo.
En el estudio participaron neurocientíficos de la Universidad de Princeton, el Instituto Allen y el Baylor College of Medicine. Los científicos observaron la actividad neuronal en la corteza visual del cerebro ratón basado en una serie de vídeos.
A continuación, el Instituto Allen utilizó microscopía electrónica para crear una imagen de esta parte del cerebro, que antes estaba dividida en 25.000 fragmentos ultrafinos, cada uno más fino que un cabello humano. Científicos de inteligencia artificial de Princeton utilizaron algoritmos avanzados de IA para rastrear y reconstruir las conexiones neuronales y sinápticas de la arquitectura celular. Este modelo se convirtió posteriormente en un modelo tridimensional.
«Dentro de esta diminuta mota hay toda una arquitectura que parece un bosque exquisito. Tiene todo tipo de reglas para las conexiones que conocíamos de distintas partes de la neurociencia, y dentro de la propia reconstrucción podemos poner a prueba viejas teorías y, con suerte, encontrar cosas nuevas que nadie haya visto antes», — explica el investigador científico principal Clay Reid.
Uno de los descubrimientos clave para los científicos fue un cambio en el funcionamiento de las neuronas inhibidoras. Se creía que estas neuronas inhibían exclusivamente la actividad cerebral. Sin embargo, resultó que funcionan de forma muy selectiva. Grupos enteros de estas neuronas trabajan de forma concertada para inhibir determinados conjuntos de células excitadoras, mientras que otras se centran exclusivamente en un tipo de células.
Este complejo mecanismo de inhibición y contrainhibición revela un equilibrio hasta ahora desconocido en la coordinación de las neuronas en el procesamiento de la información. Además de revelar la arquitectura del pensamiento, también El estudio puede revelar nuevas oportunidades para diagnosticar y tratar trastornos relacionados con el cerebro, como la enfermedad de Alzheimer, el autismo y la esquizofrenia.
Fuente: Interesting Engineering