Apenas hace unos meses que este neurobiólogo madrileño presentó en la Casa Blanca su proyecto para estudiar la actividad cerebral o proyecto BRAIN. El adolescente, que leyó las reglas y consejos de Cajal sobre la investigación científica, es hoy uno de los grandes puntales de la Neurociencia mundial.
Hace más de dos décadas que descubrió cómo la concentración de calcio en el soma de las neuronas refleja adecuadamente el patrón de activación de las células cerebrales y cómo pueden reconstruirse y visualizarse los patrones de poblaciones relativamente grandes de neuronas. Los nuevos métodos de visualización, como la microscopía bifotónica, combinados con el desarrollo de algoritmos cada vez más optimizadores, son, sin duda, pasos muy prometedores para el desarrollo del proyecto BAM ("Brain Activity Mapping"). Este proyecto pretende, a medio plazo, la obtención de un conectoma funcional de todos los circuitos cerebrales, es decir, un mapa global de los patrones y secuencias de activación de todas las neuronas. Algo del estilo del proyecto GENOMA pero, lógicamente, con el añadido de la complejidad que supone la tridimensionalidad de las estructuras cerebrales y los miles de millones de neuronas existentes en un cerebro humano. Hasta ahora, todo lo más que se ha conseguido es el conectoma completo del C. elegans , con sus 302 neuronas y 7.000 conexiones y se ha completado el 20% del conectoma de la Drosophila. Según Yuste y colaboradores, los pasos siguientes podrían ser el conectoma de las células ganglionales de la retina del ratón (unas 50.000 neuronas). Y en una década, podría estar completado todo el conectoma funcional del cerebro de la mosca del vinagre e, incluso, del pez cebra (en torno al millón de neruronas). Pero, a día de hoy o a medio plazo, ¿está capacitada la Ciencia de la Computación como para poder procesar eficientemente toda esta enorme cantidad de datos? Piénsese que apenas 7.000.000 de células corticales de ratón requerirían un procesamiento con una capacidad de almacenamiento de unos 50.000.000.000.000.000 de bits. Yuste es muy dado a expresar la siguiente metáfora de por qué seguimos teniendo un nivel de comprensión de la actividad cerebral que, ni siquiera, se acerca a los conocimientos de un párvulo: es como querer saber de qué va un programa de televisión viendo 2 pixels del mismo en la pantalla...Pero esto no parece un reto invencible puesto que Tianhe-2, el superordenador chino, supera ya una velocidad de cálculo de los 50 petaflops. Otro reto está en el carácter dimensional del cerebro frente a la linealidad de las secuencias genómicas. No obstante, a corto plazo, este inconveniente puede verse superado si el análisis se limita a considerar estructuras cerebrales superficiales (de hasta 2 milímetros de profundidad).
En resumidas cuentas, el proyecto BAM no parece una quimera y los beneficios, al igual de lo que sucede con el proyecto Blue Brain, pueden ser interesantes a medio y largo plazo. Más allá de si se comparte o no el enfoque general de que el modelado preciso de una estructura compleja, como la cerebral, puede llevarnos a un entendimiento holístico de su actividad, tanto para las áreas de la supercomputación, como de la anatomía fisiológica, habrá buenos rendimientos y la inversión habrá merecido la pena. De hecho, como se encargan de recordar Yuste y colaboradores, un proyecto de alcance mucho más limitado-como el GENOMA-ha devuelto ya más de 140 dólares por cada dólar inicialmente invertido. Un buen recordatorio para todos aquellos que tengan una perspectiva demasiado cortoplacista de la Gran Ciencia. Otra cosa mucho más discutible es que se postule, a partir de aquí, la curación, a medio plazo, de enfermedades neurológicas como el Alzheimer o la esquizofrenia, por ejemplo. En cualquier caso, debemos estar orgullosos de que la Neurociencia mundial cuente, ahora mismo, entre sus más ilustres representantes, a coterráneos como Rafael Yuste o Javier DeFelipe. Sin duda, la semilla del gran Ramón y Cajal sigue germinando entre los nuestros.
Hace más de dos décadas que descubrió cómo la concentración de calcio en el soma de las neuronas refleja adecuadamente el patrón de activación de las células cerebrales y cómo pueden reconstruirse y visualizarse los patrones de poblaciones relativamente grandes de neuronas. Los nuevos métodos de visualización, como la microscopía bifotónica, combinados con el desarrollo de algoritmos cada vez más optimizadores, son, sin duda, pasos muy prometedores para el desarrollo del proyecto BAM ("Brain Activity Mapping"). Este proyecto pretende, a medio plazo, la obtención de un conectoma funcional de todos los circuitos cerebrales, es decir, un mapa global de los patrones y secuencias de activación de todas las neuronas. Algo del estilo del proyecto GENOMA pero, lógicamente, con el añadido de la complejidad que supone la tridimensionalidad de las estructuras cerebrales y los miles de millones de neuronas existentes en un cerebro humano. Hasta ahora, todo lo más que se ha conseguido es el conectoma completo del C. elegans , con sus 302 neuronas y 7.000 conexiones y se ha completado el 20% del conectoma de la Drosophila. Según Yuste y colaboradores, los pasos siguientes podrían ser el conectoma de las células ganglionales de la retina del ratón (unas 50.000 neuronas). Y en una década, podría estar completado todo el conectoma funcional del cerebro de la mosca del vinagre e, incluso, del pez cebra (en torno al millón de neruronas). Pero, a día de hoy o a medio plazo, ¿está capacitada la Ciencia de la Computación como para poder procesar eficientemente toda esta enorme cantidad de datos? Piénsese que apenas 7.000.000 de células corticales de ratón requerirían un procesamiento con una capacidad de almacenamiento de unos 50.000.000.000.000.000 de bits. Yuste es muy dado a expresar la siguiente metáfora de por qué seguimos teniendo un nivel de comprensión de la actividad cerebral que, ni siquiera, se acerca a los conocimientos de un párvulo: es como querer saber de qué va un programa de televisión viendo 2 pixels del mismo en la pantalla...Pero esto no parece un reto invencible puesto que Tianhe-2, el superordenador chino, supera ya una velocidad de cálculo de los 50 petaflops. Otro reto está en el carácter dimensional del cerebro frente a la linealidad de las secuencias genómicas. No obstante, a corto plazo, este inconveniente puede verse superado si el análisis se limita a considerar estructuras cerebrales superficiales (de hasta 2 milímetros de profundidad).
En resumidas cuentas, el proyecto BAM no parece una quimera y los beneficios, al igual de lo que sucede con el proyecto Blue Brain, pueden ser interesantes a medio y largo plazo. Más allá de si se comparte o no el enfoque general de que el modelado preciso de una estructura compleja, como la cerebral, puede llevarnos a un entendimiento holístico de su actividad, tanto para las áreas de la supercomputación, como de la anatomía fisiológica, habrá buenos rendimientos y la inversión habrá merecido la pena. De hecho, como se encargan de recordar Yuste y colaboradores, un proyecto de alcance mucho más limitado-como el GENOMA-ha devuelto ya más de 140 dólares por cada dólar inicialmente invertido. Un buen recordatorio para todos aquellos que tengan una perspectiva demasiado cortoplacista de la Gran Ciencia. Otra cosa mucho más discutible es que se postule, a partir de aquí, la curación, a medio plazo, de enfermedades neurológicas como el Alzheimer o la esquizofrenia, por ejemplo. En cualquier caso, debemos estar orgullosos de que la Neurociencia mundial cuente, ahora mismo, entre sus más ilustres representantes, a coterráneos como Rafael Yuste o Javier DeFelipe. Sin duda, la semilla del gran Ramón y Cajal sigue germinando entre los nuestros.
Entradas
