El cerebro humano es el puzle más complejo al que se ha enfrentado la humanidad. Este entramado de 86 mil millones de neuronas, células de la glía y trillones de conexiones supone un desafío casi infranqueable para las mentes más afiladas de nuestra sociedad. Ahora bien, en los últimos años, la neurología ha conseguido ir, poco a poco, desenmarañando el amasijo de células del interior de la cabeza y creando mapas cada vez más precisos con los que explicar cómo funciona nuestra mente.

En la actualidad, el mapa cerebral más preciso jamás creado es fruto de una colaboración entre la Universidad de Harvard y el gigante tecnológico Google. El proyecto, que fue llevado a cabo en el laboratorio del decano de la facultad de ciencias y artes, el Prof. Jeff Lichtman, ha supuesto un enorme salto tanto en la resolución de los mapas anteriores como en la comprensión del cerebro.

¿Y cuál es el tamaño de tal salto científico? Un cerebro humano completo son palabras mayores y, con los métodos actuales, imposible, medio tampoco sería viable, ni un cuarto, ni un octavo…  En realidad, el enorme salto para la ciencia tiene el tamaño de un grano de arroz.

Un grano de arroz y el mapa cerebral más preciso

En la pequeña cantidad de masa cerebral que analizaron durante meses, los investigadores encontraron 57000 neuronas, 23 centímetros de vasos sanguíneos y 150 millones de conexiones neuronales. Por ello, a pesar de su pequeño tamaño, la disección de cada una de sus piezas supuso un verdadero reto para los modelos computacionales. Es por esto que se valieron de inteligencia artificial especialmente entrenada para distinguir neuronas. Una vez lista, la pusieron a analizar los más de 1400 terabytes de datos para hallar cada una de las conexiones neuronales y, tras varios meses, dieron con una de las imágenes más bellas para un neurocientífico.

En esta imagen, se pueden observar 6 capas de neuronas excitatorias, es decir, de las que se encargan de comunicarse unas con otras para realizar acciones. De dichas neuronas surgen cables, denominados axones, que conectan células cercanas y distantes, creando de esta forma canales por los que circulan neurotransmisores y hormonas. De esta peculiar forma de hablar que tienen las neuronas, emergen las propiedades que nos hacen humanos: pensar, reflexionar, e incluso nuestra identidad.

Por ello, disponer de un mapa cerebral completo y preciso de un área cerebral, aunque solo tenga el tamaño de un grano de arroz, es de una enorme utilidad. Un mapa permite atisbar algunas de las funciones internas de la caja negra que es nuestro cerebro. También, al trasladar este conocimiento a otros mapas con menor resolución, pero que abarcan regiones más grandes, es posible comprender de dónde surgen algunos comportamientos. Aunque eso sí, para lograr el mapa completo todavía quedan muchos años de trabajo por delante, «si es que se logra alguna vez», comentan los autores del mapa.

El próximo gran salto, el ratón

En la actualidad, el cerebro más grande mapeado por completo es el de la mosca de la fruta Drosophila Melanogaster, un hito que se logró en noviembre de 2024. En este cerebro de mosca, de aproximadamente 140000 neuronas, se entretejen más o menos 50 millones de conexiones, un tercio de las conexiones totales que se pudo observar en la muestra humana analizada por el laboratorio de Lichtmann. Esto se debe a que, al ser nosotros animales más complejos, las neuronas también se encuentran más ramificadas para tener mecanismos redundantes y garantizar que se puedan realizar comportamientos y acciones más elaboradas.

Por ello, el siguiente gran salto que tienen en mente es un mamífero, el ratón. Aunque pueda parecer una idea un tanto descabellada, teniendo en cuenta los avances que se han logrado en los últimos años en para el análisis masivo de datos, no sería raro que lograsen este objetivo en 5 o 10 años. En la actualidad, las estimaciones apuntan que, para lograr su objetivo, los investigadores de National Institutes of Health BRAIN Initiative tendrán que analizar unas 1000 veces la cantidad de datos en el laboratorio de Lichtman, por lo que la incipiente computación cuántica podría ser de gran ayuda para lograr sus objetivos.

En el ratón, la idea es comenzar por separar las partes y, finalmente unirlas todas. El primer objetivo del equipo es el hipocampo, una región cerebral relacionada con la percepción espacial y la creación de la memoria. Cuando logren mapearlo, los resultados se podrán extrapolar a humanos, lo que podría ayudar a ahondar en el conocimiento de enfermedades neurodegenerativas como la demencia o el Alzheimer. En el fondo, los mapas indican el camino, y en el caso de la biomedicina, el camino puede suponer un antes y un después en la vida de las personas.