Científicos chinos y sus socios internacionales han logrado un hito en el mapeo cerebral, cartografiando con éxito cerebros no solo de roedores, sino también de primates. Esta iniciativa, según afirman, impulsará la neurociencia global y acercará a la humanidad a la creación de un mapa de alta precisión del cerebro humano.

Liderada por el Centro de Excelencia en Neurociencia y Tecnología de la Inteligencia de la Academia China de Ciencias, la colaboración involucró a más de 30 instituciones de investigación en China y otros países, como Francia, Suecia y el Reino Unido.

Utilizando imágenes tridimensionales de alta resolución del cerebro completo, transcriptómica espacial e inteligencia artificial, el equipo analizó la diversidad de tipos de células cerebrales, patrones de conectividad, cambios evolutivos y de desarrollo, y mecanismos moleculares subyacentes a los trastornos cerebrales.

La investigación, detallada en 10 artículos publicados el jueves en la revista Cell y sus publicaciones hermanas Neuron y Developmental Cell, podría facilitar el diagnóstico temprano y el tratamiento preciso de enfermedades cerebrales, a la vez que impulsa la IA basada en el cerebro, según los científicos. Dos de los artículos fueron seleccionados como artículos de portada.

La inteligencia cerebral se origina en la diversidad de células nerviosas y la complejidad de las conexiones neuronales, afirmaron los investigadores. Con casi 100 mil millones de neuronas y billones de conexiones en el cerebro humano, mapear el cerebro de los primates es clave para comprender cómo gestiona la percepción, el movimiento, el aprendizaje, la memoria, la toma de decisiones y la conciencia.

La investigación abarcó especies clave, como reptiles, aves, roedores, primates no humanos y humanos, lo que enriquece los esfuerzos internacionales en el mapeo cerebral entre especies y a lo largo del tiempo.

A diferencia de estudios previos, estos avances fueron impulsados por «tecnologías de mapeo autónomo» y establecieron un marco centrado en el análisis de circuitos, la decodificación evolutiva y la investigación de enfermedades, según los investigadores.

Shi Yongyong, director interino del centro CAS, afirmó que el equipo logró varios hitos, como la reconstrucción automatizada de neuronas de macacos, la corrección colaborativa a gran escala y la obtención del proyectoma de más de 2.200 neuronas de macacos. También descubrieron un patrón de conectividad neuronal refinado y eficiente en los macacos, lo que desafía la idea de que las especies superiores tienen neuronas más complejas. Los estudios identificaron cuatro subregiones en el claustro del macaco, cada una con tipos celulares específicos que se conectan a diferentes regiones cerebrales, lo que proporciona información sobre la evolución y especialización del claustro. La investigación también reveló la conservación evolutiva en el hipotálamo de los mamíferos, identificando características de las neuronas hipotalámicas humanas que podrían mejorar la comprensión del desarrollo, la función y la enfermedad.

En un trabajo centrado en los mecanismos de las enfermedades cerebrales humanas, los investigadores utilizaron la tecnología de transcriptómica espacial Stereo-seq de BGI para mapear, por primera vez, el transcriptoma espacial con resolución unicelular del hipocampo tanto en individuos sanos como en personas con enfermedad de Alzheimer. Descubrieron que, en pacientes con Alzheimer, ciertos tipos celulares se enriquecieron en áreas específicas del hipocampo, con una comunicación celular mejorada que podría profundizar la comprensión de la patología del Alzheimer y facilitar el diagnóstico temprano.

Tras más de cinco años de preparación, el centro CAS establecerá un consorcio internacional de mapeo cerebral mesoscópico centrado en el mapeo cerebral de primates y humanos, según Poo Muming, académico del CAS y director científico del centro. Poo dijo que científicos de más de 20 países, incluidos muchos de Europa y algunos de Estados Unidos que participan como miembros individuales, se han unido al consorcio para avanzar en la próxima frontera en la investigación del mapeo cerebral.