viernes, 15 de abril de 2011

Modelo computacional del cerebro un paso más cerca


"Connectomics" se define como un área de la neurociencia que tiene como objetivo mapear las conexiones cerebrales, conocidas como sinapsis con el fin de obtener información acerca de como fluye la información a través de los circuitos del cerebro. Con un estimado de 100 mil millones de células cerebrales o neuronas, cada una conectada con miles de neuronas, existen alrededor de 150 trillones de sinapsis, lo cual hace que la creación de este mapa sea una tarea bastante compleja, sin embargo una nueva técnica pone a los científicos un paso adelante en el desarrollo de un modelo computacional del cerebro.

Primero que todo se necesita entender la función de cada neurona y encontrar con cuáles otras células cerebrales se conecta. De esta manera, si se puede descubrir una manera de mapear las conexiones entre las células nerviosas de ciertas funciones, los científicos estarán en posición de comenzar a desarrollar un modelo computacional que pueda explicar cómo la compleja dinámica de las redes neuronales generan pensamientos, sensaciones y movimientos.
Con neuronas en diferentes áreas del cerebro realizando distantas funciones, un grupo de científicos liderado por el doctor Tom Mrsic-Flogel del Colegio Universitario de Londres se ha focalizado en la corteza visual, que procesa la información de los ojos. Usando una imagen de alta resolución, estos investigadores fueron capaces de detectar miles de neuronas en la corteza visual del cerebro de un ratón, las cuáles respondían a un estímulo en particular, como por ejemplo, la imagen de un borde horizontal.

Seguidamente, tomando una muestra de este tejido y aplicando pequeñas corrientes eléctricas a un conjunto de neuronas, los científicos fueron capaces de ver con que otras neuronas estaban sinapticamente conectadas. Al repertir esta técnica muchas veces los científicos pudieron trazar la función y conectividad de cientos de células nerviosas en la corteza virual del ratón.

Los resultados mostraron que las neuronas que respondían de forma similar a los estímulos visuales tienden a conectarse entre sí mucho más que aquellas que respondían distinto. El grupo de investigadores afirma que su estudio acaba de resolver el debate acerca de sí las conexiones locales entre neuronas eran al azar e independientes de la función o por el contrario son ordenadas.

Ahora los científicos esperan usar esta técnica para comenzar a generar un diagrama de las conexiones de un área cerebral con una función de comportamiento similar. Si bien el estudio inicial se concentró en la cortea visual, la nueva técnica podría usarse para ayudar a regular las conexiones neuronales en las regiones del cerebro responsables del tacto, el oido y el movimiento.

Con un modelo computacional del cerebro, seremos capaces de entender como las percepciones, sensaciones y pensamientos son producidos y como enfermedades como el Alzheimer, el derrame cerebral o la esquizofrenia pueden causar que estas funciones comiencen a funcionar inadecuadamente.

Este avance nos pone en el camino de entender la tremenda complejidad del cerebro. Una vez que consigamos comprender la función y conectividad de células nerviosas ubicadas en diferentes regiones del cerebro, será más sencillo construir una simulación por computadora que muestre como trabaja es increible órgano. Sin embargo, tomará muchos años de esfuerzos concertados entre los científicos un poder de procesamiento computacional masivo antes de que esto sea una realidad.


SHARE THIS

Author:

0 comentarios: