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Ciencia y Tecnología desde Uruguay

MAPAS EN 3D DE LAS CONEXIONES CEREBRALES

 

El Proyecto Conectoma Humano estudia la estructura, función química y la patología del sistema nervioso y cómo los diferentes elementos del sistema interaccionan y dan origen a la conducta. Al menos 16 centros de los Estados Unidos colaboran en una investigación cuyo objetivo es llegar a conocer lo mejor posible las conexiones cerebrales, su estructura y localizar con mayor precisión las funciones que dependen de cada zona. El propósito es lograr información sobre nuestras neuronas mediante tecnologías de imagenología no invasiva, incluyendo las proyecciones axónicas y  las conexiones entre neuronas presentes en los cerebros de individuos adultos sanos.

 

diagrama neurona

 

Los investigadoes recopilan datos demográficos, sensoriales, motores, cognitivos, emocionales, y sociales de cada sujeto asi como un análisis sanguineo y de ADN.

Van Wedeen, un profesor de radiología de Harvard que ademá de su interés científico,  "busca revelar la simetría y la belleza de los objetos", ha ofrecido algunos avances de su trabajo en Wired, donde se asegura que los resultados por su valos científico van a ser muy superiores a las imágenes cerebrales que se obtenian hasta ahora a través de sistemas como los escaners utilizados en muchos hospitales para realizar tomografia axial computarizada (TAC) o las resonancias magnéticas (RM) habituales.

La ilustración que sigue muestra como Wedeen utilizó un escaner para Imagenología por Resonancia Magnetica (MRI) para localizar agua en las fibras nerviosas que conectan distintas estructuras en el cerebro de un mono aotus, un primate platirrino o mono nocturno arborícora de los bosques tropicales de Suramérica. 

 

mapa 3D conexiones  cerebrales

El cerebro de un mono platirrino mapeado por Van Wedeen

 

Wedeen usó un "souped-up MRI scanner" para detectar el agua que localizada a lo largo de las fibras que conectan diferentes áreas del cerebro del mono.  El entonces trazó donde terminaban los circuitos mas notorios y le asignó un código de color basandose en el  sitio de origen de la proyección. La estructura verde con forma arborescente de la izquierda es el cerebelo, que maneja muchas de las percepciones. Una próxima generación  de scanners permitirá mostrar imagenes similares, pero de cerebros humanos. Wedeen dice que el quiere revelar  "la simetría y belleza en los objetos - visto por fuera, el cerebro es bastante feo, pero su arquitectura es maravillosa y racional."

 

Hay más imágenes relacionadas con las conexiones cerebrales en mamíferos y otros animales no primates, especies más cercanas a los humanos, se espera que escaners de nueva generación permitan obtener un mapa en 3D completo del cerebro humano, que cuenta con más de 100 billones de neuronas.

 

La siguiente imagen muestra una reconstrucción tridimensional de las prolongaciones y proyecciones de las neuronas de una parte de la retina de un conejo. Denk, un investigador del instituto Max Planck en Heidelberg, creó la imagen para ayudarse a desarrollar una tecnologia de mapeado cerebral de avanzada precisión, reconstruyendo imágenes microscópicas de alta calidad obtenidas a partir de secciones muy finas, de 25 nanometros de espesor, del cerebro.  Según el científico, el trabajo es bastante tedioso, ya que si pierde algunas láminas durante la exploración podría representar perder avances en un año de trabajo.

 

mapa 3D conexiones  cerebrales

 

La tercera imagen muestra las neuronas del hipocampo de un ratón, donde el área coloreada es la zona responsable de la memoria a corto plazo. Lichtman, profesor de biología, ha conseguido esta imagen coloreando de forma fluorescente láminas conseguidas con el método anteriormente expuesto.  Los investigadores dicen sentirse como exploradores, al encontrar lo que no habia sido visto anteriormente.

 

mapa 3D conexiones  cerebrales

 

 

Imágenes y parte del texto tomados de IdeasGEEK

 

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