Conectoma humano: creando el mapa de la actividad cerebral

La neurociencia trabaja en modelar el cerebro y su actividad como una red conectada partiendo de lo que es el concepto central de esta área: el conectoma.
Alex Fornito es el Codirector del Centro de Investigación del Cerebro, mente y la Sociedad y Jefe de la división de investigación del Cerebro en el Instituto Turner para el Cerebro y la Salud Mental de Australia. La investigación del profesor Fornito se centra en el desarrollo de nuevas técnicas de diagnóstico por imágenes para mapear la conectividad cerebral humana y aplicar estos métodos para arrojar luz sobre la función cerebral en la salud y la enfermedad.

El conectoma humano es básicamente un mapa que dibuja todas las conexiones cerebrales, pudiendo mostrar:

• Las conexiones entre cada neurona y sinapsis de forma individual,
• Las conexiones entre los axones (poblaciones de células)
• La actividad de las regiones cerebrales. Actualmente, el equipo de Fornito trabaja en esta ultima escala en los seres humanos.

Cuando se estudia el conectoma, se observa que las conformaciones de las neuronas y sus componentes son adaptaciones morfológicas reguladas por las leyes de ahorro de tiempo, espacio y material. Esto muestra que el cerebro y el sistema nervioso trabaja para cumplir su función a la vez que minimizan el gasto metabólico, sopesando el mejor rendimiento de la forma más rápida y eficaz posible.

Para llegar a estos mapas, el laboratorio de Fornito somete a la persona a una prueba llamada “Difusión por resonancia magnética” que le permite elaborar un modelo de haces de axones que conectan las diferentes partes cerebrales entre sí.  La actividad de estas regiones se representa en un grafo que representa cada actividad cerebral y sus conexiones, dando como resultado un grafo abstracto que presente la red arquitectónica compleja del cerebro.

Resultado de imagen de conectoma humano

Comparando estos conectomas se pueden observar las diferencias que hay en las diferentes regiones cerebrales de gente con trastornos como la depresión, TDAH o la esquizofrenia.

Los conectomas permiten realizar que se denomina el “análisis topológico”, de cómo se conectan en el cerebro las diferentes hubs o núcleos de las redes funcionales cerebrales como el sistema auditivo, el sistema visual, etc. O hacer mapeos hereditarios para observar el grado de influencia genética en las conexiones celébrales.

La ponencia de Alex Fornito en la reunión del Future Trends Forum sobre Neurociencia pone en relieve tanto el desarrollo tecnológico de las técnicas de visualización y mapeo, así como la importancia de conocer el cerebro y sus funcionalidades para avanzar en el conocimiento de nuestra actividad cerebral y tratamiento de las posibles enfermedades.