Cuando uno sabe dónde va, siempre es más fácil llegar. Es por ello que contar con un mapa del lugar que estamos explorando es fundamental si queremos orientarnos y tomar buenas decisiones. De lo contrario, podemos acabar andando en círculos .

Pero, si lo que queremos es hacer una exploración profunda del terreno, la mejor herramienta que nos puede acompañar es un atlas . En ellos encontramos distintos tipos de mapas, no sólo geográficos. También podemos estudiar sus fronteras políticas, los ríos, los movimientos de los asentamientos humanos a lo largo de la historia… en definitiva, toda la información necesaria para movernos libremente por la zona.

Pero ¿te imaginas un atlas de nuestro propio cuerpo? Los científicos no solo se lo imaginan, sino que llevan años trabajando en ello. En este caso, hablamos de un atlas del cerebro humano.

Esta semana se ha publicado en la revista Nature un compendio de 10 artículos que tienen como objetivo mapear de forma exhaustiva todo el sistema nervioso. Gracias a las nuevas tecnologías, los investigadores de distintos equipos han podido revelar no solo la actividad genética de las células de forma individual, sino también su ubicación dentro de los tejidos neuronales.

Estudiar mejor las regiones de nuestro cerebro nos permitirá comprender cómo se desarrollan muchas de las enfermedades neurodegenerativas, pudiendo actuar sobre las regiones específicas de forma mucho más certera.

Parecidas, pero no iguales

A pesar de que todas nuestras células comparten el mismo ADN, no todas son iguales. Solo tenemos que observar por unos instantes nuestra lengua y la palma de nuestras manos ¿dirías que están hechas de lo mismo? La respuesta es sí… pero no.

Ambas partes están constituidas por células. Además, en todas ellas podemos encontrar la misma información genética. La diferencia radica en qué información se expresa y cual se oculta en cada parte del cuerpo. A este proceso se le denomina especialización celular y es la que le permite al pulmón respirar y al corazón latir, por ejemplo.

Aunque es fácil pensar que el cerebro está constituido por neuronas idénticas, hay miles de tipos de células diferentes conformándolo, cada una con una estructura y función únicas. Para la neurociencia, uno de los mayores retos es poder determinar cómo los genes se encienden y apagan, conformando un mosaico de diferentes tipos de células dentro del cerebro.

Uno de los grupos de este estudio analizó más de 2,3 millones de células cerebrales en ratones para crear un mapa completo del cerebro. Para ello utilizaron una inteligencia artificial que les ayudó a predecir qué tramos de ADN se activan en la determinación del tipo de célula cerebral.

Los investigadores también analizaron las células del cerebro de los seres humanos y observaron las similitudes que existían entre éstas y las estudiadas en los roedores.  

Otro de los equipos dedicó su estudio a medir la actividad de todos los genes que conformaban las células del sistema nervioso del ratón.

Los investigadores identificaron varios miles de poblaciones de células únicas, y mapearon sus ubicaciones en todo el tejido con resolución casi celular. El análisis capturó alrededor del noventa por ciento de los tipos de células en el cerebro del ratón, incluyendo una gran diversidad en áreas del cerebro poco exploradas.

Así, pudieron observar que las zonas con más diversidad celular eran las que se encontraban en el área subcortical, a la que, por lo general, no se les suele dar tanta importancia en este tipo de estudios. Esta zona es la encargada de las funciones básicas, como el procesamiento sensorial, el aprendizaje, la memoria, los estados de ánimo y el movimiento.

El cerebro del futuro

Los estudios que conforman este gran atlas del sistema nervioso provienen de grupos del Instituto Broad, el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro, el Instituto Salk de Estudios Biológicos y de otras instituciones, dentro de la iniciativa BRAIN - Red de Censos Celulares (BICCN por sus siglas en inglés).

Si bien todavía son proyectos en curso, estas ideas ya están demostrando ser relevantes para el estudio de algunas enfermedades humanas. Por ejemplo, los investigadores encontraron que muchos de los procesos genéticos, que determinan el tipo de células, están también relacionados con la evolución de enfermedades, como la esclerosis múltiple, la anorexia nerviosa o la adicción al tabaco.

Estos paralelismos podrían ayudar a entender cómo los trastornos neuropsiquiátricos afectan a la evolución del cerebro.

Por lo tanto, entender las conexiones cerebrales que, en un principio, no son evidentes, nos ofrece una mirada más amplia a la hora de detectar mejor qué tipos de células podrían ser afectadas por enfermedades específicas.

Además, una mayor comprensión de estos procesos nos facilitará el futuro diseño de tratamientos más específicos para la cura y prevención de daños cerebrales.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Aunque el estudio se haya realizado en ratones, los datos que arrojan son muy interesantes. Debido a la facilidad que tiene esta especie para reproducirse, podemos estudiar en poco tiempo muchas generaciones, observando así los cambios generacionales en las distintas regiones del cerebro.

REFERENCIAS (MLA):

• The cell type composition of the adult mouse brain revealed by single cell and spatial genomics. Nature [[LINK:EXTERNO|||http://dx.doi.org/10.1038/s41586-019-0000-0" target="_blank">]]