Los humanos nos desvivimos por las metas imposibles. Dice el Don Quijote del musical de Broadway que aún lucha con su última gota de valor “para vencer al enemigo invencible; para alcanzar la estrella inalcanzable”. Una canción que invita a perseguir lo que no puede ser por el viaje en sí, nuestros valores y lo que podemos aprender por el camino. Así podríamos resumir el gran avance que acaba de publicar en ni más ni menos que 10 artículos científicos de revistas relacionadas con la icónica Nature. Porque un grupo de científicos ha logrado cartografiar el mapa de un cerebro mamífero más completo hasta la fecha. El hito es técnicamente excepcional: más de 2.000 células, 4 kilómetros de células y más de 500 millones de conexiones registradas. Eso sí: en apenas un milímetro cúbico de cerebro.

Así es, la muestra tiene apenas el tamaño de medio grano de arroz, 1 milímetro cúbico de los más de 400 que componen el cerebro de un ratón. A largo plazo, la meta de estos investigadores sería (en parte) cartografiar un cerebro completo, a ser posible, humano. Y, sin duda, estamos un paso más cerca de lo que estábamos ayer, pero recordemos que nuestros cerebros tienen más de 1.350.000 milímetros cúbicos. El paso que hemos dado es relevante, pero apenas uno del millón que nos separan de nuestro objetivo final. Por suerte, como decíamos al principio, los sueños imposibles no se persiguen por su desenlace, sino por todo lo que nos aportan por el camino. En este caso, un avance así podría ayudarnos a comprender mejor las enfermedades neurológicas, psiquiátricas e, incluso, inspirar al mundo de la inteligencia artificial.

No es el primer milímetro

Estos mapas cerebrales son muy celebrados por el público general y por la academia, pero pronto nos olvidamos de ellos. Hace 38 años que mapeamos el “cerebro” completo de un ser vivo, pero claro, aquel gusano llamado C. elegans tenía apenas 300 neuronas. Hace dos años, por ejemplo, subimos la apuesta y se publicó el primer conectoma completo de una larva de mosca de la fruta, con sus 3.016 neuronas y las 548.000 conexiones que establecían entre ellas. Tan solo un año después, los mismos investigadores lograron hacer lo propio con una mosca de la fruta adulta. En este caso, el número de neuronas ascendía a 140.0000 y las conexiones escalaban a 50 millones.

Pues bien, aunque ha quedado menos grabado en nuestra memoria, unos meses antes de que se presentara el conectoma de la mosca de la fruta adulta, unos investigadores de la Universidad de Harvard y Google publicaron el mapa de un milímetro cúbico del cerebro humano con una resolución excepcional. La definición del mapa era tal que lograron captar 57.000 células y 150 millones de conexiones. El éxito que celebramos hoy no es en humanos, pero alcanza cifras muy superiores y, por si fuera poco, incluye información sobre cómo se activa esta infinidad de conexiones neuronales.

Ratones por un buen motivo

El cerebro funciona como un todo, por lo que comprender cómo se activan e inhiben las células de un milímetro cúbico de cerebro de ratón es mucho más significativo que comprender la actividad de un milímetro cúbico de cerebro humano, porque supone una parte mucho más pequeña comparada con el total. Sin embargo, el principal motivo es otro. La investigación publicada el año pasado se basaba en un fragmento de corteza temporal humana donada, esto es: llegó muerta al estudio. Era imposible estudiar su actividad porque, simplemente, no tenía. Y, de hecho, ese es uno de los grandes problemas a los que se enfrentan estos estudios neurocientíficos. Para estudiar la actividad cerebral necesitamos cerebros vivos, pero para estudiar su estructura con el nivel de detalle deseado necesitamos que estén muertos.

Por desgracia, estudiar la actividad cerebral de un humano y esperar a que fallezca para estudiar su estructura no es una gran solución, porque la naturaleza plástica del cerebro hace que cambie que la actividad registrada hubiera ocurrido sobre un “mapa de carreteras” diferente al que estamos observando. El tiempo entre el estudio de su actividad y el análisis de su estructura ha de ser menor y pedirle a un sujeto en sus últimos días de vida que pase las horas con electrodos en el cráneo o dentro de una máquina de resonancia magnética es tan inhumano como suena. ¿La solución? Estudiar la actividad cerebral de ratones para, inmediatamente, sacrificarlos y estudiar su cerebro. Una decisión que también entraña cuestiones éticas peliagudas, pero se acepta como un mal menor.

Cine para ratones

Así pues, los investigadores tomaron un grupo de ratones al que obligaron a ver cine y vídeos de YouTube mientras registraban la actividad cerebral que se producía en su corteza visual. Tras las sesiones de proyección, sacrificaron a los ratones y cortaron su cerebro en 25.000 delgadísimas capas, registrando las neuronas que aparecían cortadas en cada capa con la ayuda de un microscopio electrónico. El siguiente paso consistió en que una IA reconstruyera un modelo 3D de ese milímetro cúbico, identificando qué corte de una neurona en una capa se continuaba con cada corte neuronal de la siguiente. El resultado es un conjunto de archivos de 1,6 petabytes, el equivalente a 22 años de vídeo en HD. Información que está disponible de forma gratuita en MICrONS Explorer, cortesía de la empresa homónima que está tras este faraónico proyecto (The Machine Intelligence from Cortical Networks).

Hay muchísima información que merece la pena analizar y, por suerte y por desgracia, las conclusiones se irán publicando poco a poco. En cualquier caso, los artículos con los que han anunciado estos resultados ya ofrecen visiones interesantes y novedosas sobre cómo se comporta, por ejemplo, un tipo de neuronas que, en lugar de activar a sus vecinas, las inhibe. Un comportamiento que ya conocíamos, pero que ahora se presenta bajo una luz ligeramente nueva. Sin duda una de las muchas sorpresas que estos estudios nos deparan.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Aunque ninguna empresa le hará ascos a un descubrimiento que pueda contribuir en el diagnóstico o tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas (como el Alzheimer o el Parkinson), el principal propósito de MICrONS es comprender el funcionamiento del cerebro para hacer ingeniería inversa y aplicar algunos de sus mecanismos a nuevos modelos de inteligencia artificial. Lo cual, por supuesto, también podría revertir positivamente para la sociedad.

REFERENCIAS (MLA):

• "The MICrONS Project: Petabyte-Scale Functional and Anatomical Reconstruction of Mouse Brain." Nature, 9 Apr. 2025, doi:10.1038/s41586-025-08790-w2023-04-06453.