Las imágenes más impactantes del cerebro

Un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford ha desarrollado un nuevo método que permite contemplar, en todo su esplendor y en 3D, el funcionamiento de los circuitos cerebrales con un detalle sin precedentes. El vídeo bajo estas líneas, que muestra la corteza cerebral de un ratón, recorre la impresionante imagen obtenida por los neurólogos. El nivel de detalle es tal, que los investigadores han podido contar sin dificultad las conexiones sinápticas entre las neuronas y distinguir a la perfección entre los diferentes e intricados circuitos cerebrales. Algo que hasta ahora resultaba imposible.
-La corteza cerebral de un ratón
Un cerebro humano típico contiene cerca de doscientos mil millones de neuronas, las células nerviosas que, enlazadas unas con otras por medio de billones de conexiones diferentes (las sinapsis), hacen posible el funcionamiento del órgano más complejo del cuerpo. A través de esas sinapsis, los impulsos eléctricos tranportan de una parte a otra del cerebro la información y transmiten las órdenes necesarias a cada parte del organismo. Es así como el cerebro controla cada uno de nuestros movimientos, emociones y pensamientos. Una única neurona puede llegar a realizar varias decenas de miles de contactos sinápticos con otras neuronas, según el estudio recién publicado en Neuron por el profesor de fisiología molecular y celular Stephen Smith.
Sin embargo, debido a su reducido tamaño y al hecho de que están estrechamente "empaquetadas" unas junto a otras, resulta extraordinariamente complicado abrirse paso a través de la compleja red de circuitos neuronales para distinguirlos individualmente. Ni siquiera los mejores microscopios ópticos son capaces, hoy por hoy, de desenredar la maraña sináptica y revelar todos sus detalles.
Pero la nueva técnica desarrollada por los científicos de Stanford ha superado esta limitación y permite elaborar auténticos "mapas visuales" en los que los neurólogos pueden distinguir con facilidad hasta el menor de los detalles.
-Filetes de cerebro de ratón
El nuevo método, que consiste en obtener láminas de tejido cerebral de apenas unos nanómetros de grosor (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro), requiere la combinación de fotografías de alta resolución, proteínas fluorescentes y una supercomputadora para unir y procesar todo el conjunto de datos generados durante el proceso.
Para elaborar su imagen, Smith y su equipo obtuvieron primero una muestra de la corteza cerebral de un ratón y la "filetearon" en láminas de apenas 700 nanómetros de espesor. Las secciones fueron después impregnadas con anticuerpos de 17 proteínas involucradas en los procesos sinápticos y mezcladas con moléculas fluorescentes que brillan en diversas tonalidades al ser iluminadas.
Los anticuerpos se fueron añadiendo en grupos de tres, de forma que los diferentes tejidos cerebrales fueron revelándose paulatinamente y en colores diferentes. Se realizaron después cantidades masivas de imágenes en alta resolución durante cada uno de estos procesos de impregnación. Finalmente, todas las fotografías fueron unidas por una supercomputadora en una sola imagen tridimensional, que es la que muestra el vídeo.
-Resultados impresionantes
El resultado es realmente impresionante. Un auténtico mapa que revela la posición exacta de cada sinápsis en la corteza cerebral. Cada color diferente corresponde a una clase diferente de conexión. Una herramienta que, según Smith, nos ayudará a comprender un poco mejor la extraordinaria complejidad del cerebro.
"Una sinápsis -explica el científico"- es más parecida a un microprocesador, con su propia memoria de almacenamiento y sus elementos de procesado de información, que a un simple interruptor de encendido y apagado. En efecto, una sóla sinápsis puede contener cerca de mil interruptores a escala molecular. Un único cerebro humano tiene más interruptores que la suma de los que tienen todos los ordenadores, routers y conexiones de internet de la Tierra".
**Foto de la Universidad de Stanford