Un mapa en 3D del cerebro

Imagine que es capaz de hacer zoom en el cerebro para ver varias células del mismo modo que lo hace en Google Earth y tenga en cuenta que el cerebro se considera la estructura más compleja del universo, con 86 mil millones de neuronas. Acercarse tanto ahora es posible gracias a un nuevo atlas del cerebro con una resolución sin precedentes. BigBrain es el primer modelo microestructural 3D de todo el cerebro humano, es gratuito y está disponible públicamente para investigadores en todo el mundo. Los resultados del modelo BigBrain, creado en el Instituto Neurológico y Hospital de Montreal- La Universidad McGill conocida como Neuro- en colaboración con investigadores de Forschungszentrum Jülich, Alemania, se publican en la edición online de Science

“BigBrain ofrece casi resolución celular, que es el detalle cercano al nivel de la célula, una capacidad que no ha sido previamente disponible en 3D para representar el cerebro humano,” dice el Doctor Alan Evans, investigador de Neuro, co-fundador del Consorcio Internacional para el Mapeo Cerebral y co-creador del atlas. “Para poner en contexto BigBrain, podemos considerar que las actuales imágenes de resonancias magnéticas tienen una resolución espacial 3D de 1mm. En comparación, el conjunto de datos de BigBrain es 50 veces más pequeño en cada dimensión proporcionando una inigualable resolución espacial. El conjunto de datos de BigBrain es 125.000 veces (50 x 50 x 50) más grande que una resonancia magnética típica, y tiene un volumen de 1 terabyte. “Los investigadores de todo el mundo serán capaces de descargar las secciones del cerebro de su página web”. Big Brain se reconstruyó a partir de 7404 secciones del cerebro histológicas dónde se colorearon los cuerpos celulares, y fueron luego digitalizadas, aprovechando los últimos avances en  computación, análisis de imágenes del cerebro, y experiencia de los equipos de procesamiento de secciones histológicas completas del cerebro.

El avance en la resolución es análogo a la transición de los mapas de líneas mayores a las imágenes de Google Earth. El zoom en mapas antiguos no proporciona más detalles o información. Del mismo modo, hacer zoom en una imagen de resonancia magnética no ofrece más detalles; sólo revela una pixelación. El mapa BigBrain del cerebro es el equivalente de Google Street View, el zoom proporciona un nuevo nivel de información que no se ha ofrecido antes en 3D.

Atlas actuales basado en cortes histológicos están hechos en 2D. BigBrain redefine estos mapas de neuroanatomía tradicionales, como los de Brodmann, proporcionando una vista enorme del cerebro con técnicas 3D totalmente automatizados. Los mapas basados en imágenes de resonancia magnética no permiten la integración de la información a nivel de las capas corticales, columnas, micro circuitos, o células más grandes. BigBrain permite a los investigadores tener a una resolución de 20 micras de todo el cerebro.

Las implicaciones de BigBrain para explorar y analizar el cerebro humano son innumerables. Puede ser utilizado para integrar y correlacionar datos de una amplia gama de modalidades: genética, neurociencia molecular, electrofisiología y farmacología entre otros. Esto permitirá acelerar los modelos de ordenador para simular las funciones del cerebro de desarrollo normal y degeneración causada por enfermedades. BigBrain mejorará en gran medida la importancia y la interpretación de baja resolución dinámica de datos obtenidos por resonancia magnética y PET, mediante la combinación de los datos con el enorme detalle y la resolución. Asimismo se mejorarán procedimientos neuroquirúrgicos, como por ejemplo, la colocación de estimuladores cerebrales profundos y permitirá avanzar en la investigación clínica, como la localización de puntos de epilepsia intratable para ciertos tipos específicos de células nerviosas.

Enlace original: A revolutionary new 3D digital brain atlas