Científicos chinos realizarán el mapa tridimensional más preciso y detallado del cerebro humano, cuyo objetivo será analizar el mecanismo de enfermedades cerebrales, y promover el desarrollo de la inteligencia artificial.
El proyecto del mapa del cerebro es revelar su sofisticada estructura con sus intrincadas red de neuronas y vasos sanguíneos, para lo que se requiere un esfuerzo multidisciplinario
Este ambicioso proyecto es como tomar fotos 3D de un bosque enorme de cerca de 100 mil millones de árboles, viendo no solo todo el bosque, sino también cada rama y hoja de cada uno de ellos.
«Nuestros métodos actuales no pueden ver tanto el bosque como los árboles. Nuestro objetivo es desarrollar nuevos métodos para obtener el mapa de alta resolución para verlo claramente cómo está conectada la red neuronal», explicó Luo Qingming, líder de la investigación.
Luo es presidente de la Universidad de Hainan y científico jefe del Instituto de Ciencias Cerebrales Brainsmatics de Suzhou de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST, por sus siglas en inglés), en la provincia oriental china de Jiangsu
«Esta investigación podría ayudar a mejorar la educación infantil y facilitar el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades relacionadas con el cerebro, como la depresión, el mal de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer», destacó Luo, de acuerdo con un despacho de la agencia china de noticias Xinhua.
«Los continuos cambios de las redes neuronales y las actividades cerebrales suponen un gran reto para analizar las funciones cerebrales», indicó.
«Pero creemos que las funciones y actividades cerebrales dependen de las células básicas, como una red de circuitos depende de sus unidades básicas: los componentes electrónicos», señaló.
Apuntó que los diferentes tipos de neuronas son la base para el análisis de las funciones cerebrales y para la diagnosis y el tratamiento de las enfermedades cerebrales.
Captar y analizar imágenes cerebrales es extremadamente difícil y requiere de un alto conocimiento en diferentes disciplinas.
«Necesitamos investigadores con diferentes formaciones académicas, como biólogos y químicos para preparar muestras de cerebros, ingenieros y técnicos con tecnología óptica, mecánica y control para desarrollar instrumentos para imágenes, y talentos informáticos para procesar los datos y mostrar los resultados», agregó.
El equipo de científicos chinos necesitó ocho años para desarrollar el instrumento de imágenes cerebrales con derechos de propiedad intelectual independientes.
El logro fue publicado en la revista Science a finales de 2010, y fue clasificado como uno de los diez avances científicos más importantes de China en 2011.
«Si comparamos el sistema de imagen con una cámara, hicimos primero una cámara de blanco y negro y tomamos fotos en blanco y negro del cerebro de un ratón», explicó el experto.
En 2016, el equipo recibió una inversión de 450 millones de yuanes para establecer el instituto Brainsmatics, evento que fue reportado en la revista Nature.
«Hemos logrado el éxito con ratones y estamos haciendo esfuerzos para cartografiar cerebros de primates, que son más avanzados y más complicados», reconoció Luo.
«Nuestro objetivo final es ser los primeros en conseguir un mapa preciso del cerebro humano, lo que nos ayudará a descubrir sus secretos», señaló.
Los científicos estiman que el cerebro de un ratón cuenta con decenas de millones de neuronas, y el de un mono, con miles de millones, en tanto que un cerebro humano tiene cerca de 86 mil millones.
«Para cartografiar un cerebro humano no basta con añadir más instrumentos. La enorme cantidad de datos obtenida tras la cartografía supondrá un gran desafío en términos de almacenamiento y análisis», advirtió Luo.
Se estima que los datos generados por la representación de un cerebro humano equivaldrían a 200 mil películas de ultra-alta definición de 4K, lo que ocuparía todo el espacio de depósito del Sunway TaihuLight, el supercomputador más poderoso de China.
El escaneo y la cartografía del cerebro humano también enfrentan desafíos éticos. «Nosotros marcamos las neuronas en el cerebro de un ratón con tecnologías transgénica y de etiquetado de virus, y estas no pueden aplicarse en el cerebro humano», señaló.
«Hay innumerables problemas técnicos por superar, pero creemos que con el desarrollo tecnológico estos problemas podrán ser resueltos», agregó.
«Con suficiente apoyo financiero y concentrando nuestros esfuerzos, será posible hacer un mapa de alta resolución del cerebro humano en un lapso de cinco a diez años», pronosticó el científico.