La neurociencia se enfrenta a un reto imposible: cartografiar al detalle la actividad del cerebro humano, compuesto de 86.000 millones de neuronas y, al menos, 100 billones de conexiones (100.000.000.000.000). Sin embargo, en los últimos años los expertos han logrado avances muy prometedores y, aunque estemos muy lejos, recientemente se ha logrado cartografiar el cerebro completo de una mosca de la fruta adulta. Estamos hablando de 140.000 neuronas y 5 millones de conexiones. Es más, hace unos meses se analizó un milímetro cúbico de cerebro de ratón, registrando más de 200.000 células y 523 millones de conexiones. Sin embargo, para alcanzar su gran reto, la neurociencia tendrá que desarrollar tecnologías más precisas y rápidas, pero, mientras tanto, hay otro tipo de cartografía que podría tomar la delantera.

Históricamente, algunos neurocientíficos han tomado enfoques más conectivistas y, para comprender el cerebro humano, le daban más importancia a cómo se conectaban entre sí las neuronas (el mapa de carreteras) que a la actividad eléctrica del propio cerebro (los coches que circulan por ellas). Porque, aunque algunos expertos han usado las técnicas de neuroimagen por encima de sus posibilidades, arrojando resultados controvertidos e imposibles de replicar por otros investigadores, se han encontrado con un factor limitante. O bien captaban la actividad del cerebro en su conjunto, pero con poca resolución, o bien de zonas más pequeñas, aunque con un gran nivel de detalle. Ahora, dos estudios publicados en la revista Nature anuncian el primer mapa de la actividad de un cerebro completo con un nivel de detalle equivalente a una neurona (como si cada neurona fuera un pixel). Eso sí, el cerebro no pertenece a un humano, sino a más de un centenar de ratones.

¿Cuántos ratones hacen falta para dibujar un mapa?

“Es la primera vez que alguien produce un mapa completo de todo el cerebro de la actividad de neuronas individuales durante la toma de decisiones”, señala el profesor Alexandre Pouget, cofundador de la colaboración IBL (International Brain Laboratory), que ha sido responsable de estas investigaciones. “La escala es sin precedentes ya que registramos más de medio millón de neuronas en ratones de 12 laboratorios, cubriendo 279 áreas cerebrales, que en conjunto representan el 95% del volumen cerebral del ratón. La actividad de la toma de decisiones, y en particular la recompensa, iluminó el cerebro como un árbol de Navidad”. Para ponerlo en cifras más precisas, el mapa final representa más de 650.000 neuronas distribuidas por todo el cerebro de los ratones.

Y es que, como decíamos, esta colaboración de 12 laboratorios no se ha ido rotando al mismo ratón para turnarse la cartografía de 279 áreas cerebrales, sino que han usado 139 ejemplares diferentes que, posteriormente, han combinado en un ejemplar “virtual”. Puede sonar extraño, pero, en realidad, así es como se completó por primera vez el estudio del genoma humano: con retazos de diferentes individuos. El reto era realmente monumental y el equipo tenía claro que, la única manera de lograrlo era trabajando mano a mano con otros centros de investigación. “Habíamos visto cuán exitosas habían sido las colaboraciones a gran escala en física para abordar preguntas que ningún laboratorio por sí solo podía responder, y quisimos intentar ese mismo enfoque en neurociencia”, comentó el profesor Tom Mrsic-Flogel, director del Sainsbury Wellcome Centre en UCL y miembro principal de IBL.

Es complejo decidirse

Si profundizamos un poco más en los estudios, veremos que el interés de estas investigaciones no termina aquí. La actividad cerebral que muestra el mapa es, en concreto, la de la toma de decisiones de los ratones. Los peludos sujetos de experimentación fueron puestos a prueba mientras los investigadores registraban la actividad cerebral con una colección de finas sondas en lo profundo de sus cráneos. La prueba en cuestión era sencilla: el ratón se enfrentaría a dos luces, una a su derecha y otra a su izquierda. Su misión sería girar una rueda en la dirección de la luz que se encendiera en cada momento. Ahora bien, en algunos casos la luz sería casi imperceptible y el ratón tendría que decidir qué hacer con la información dudosa.

El resultado confirma, precisamente, la necesidad de analizar la actividad del cerebro en su conjunto mientras se persigue la mayor resolución posible. Porque, a diferencia de lo que se defendía hace décadas, cuando los expertos sugerían que las funciones cognitivas se debían a actividad muy localizada en zonas cerebrales específicas (regiones colindantes para la atención o la memoria, por ejemplo), el estudio muestra que la toma de decisiones involucra estructuras dispares y alejadas. Por otro lado, la implicación de algunas estructuras como el tálamo sugiere que el cerebro de los ratones está prediciendo qué luz estará encendida en función de sus experiencias previas.

Resultados que no habrían sido posibles sin la colaboración internacional. En palabras de Tatiana Engel, profesora asociada en la Universidad de Princeton y otra de los miembros principales del IBL: “El IBL ha establecido los más altos estándares de compartición de datos, herramientas y recursos de alta calidad para acelerar el progreso científico. Ahora, el siguiente horizonte es extender esta experiencia colectiva a toda la comunidad. Imaginamos grupos diversos de científicos uniéndose al IBL para realizar sus propios proyectos, aprovechando la experiencia única de su personal y beneficiándose del intercambio abierto de datos e ideas que solo una colaboración a gran escala puede ofrecer”.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Aunque estamos descubriendo que muchas funciones cognitivas requieren de la colaboración de regiones cerebrales alejadas, hay otras que siguen mostrando una estructura relativamente compacta, como los sentidos y el control motor voluntario. Dependiendo de qué queramos estudiar, puede variar la aproximación más adecuada.

REFERENCIAS (MLA):

• International Brain Laboratory. A Brain-Wide Map of Neural Activity During Complex Behaviour. Nature, 3 Sept. 2025, doi:10.1038/s41586-025-09235-0.
• International Brain Laboratory. Brain-Wide Representations of Prior Information in Mouse Decision-Making. Nature, 3 Sept. 2025, doi:10.1038/s41586-025-09226-1.