ANCHOR logró unir dos mundos que se han mantenido separados en gran parte: el escaneo médico, que muestra el cerebro como un todo, y la patología celular, que lo revela célula por célula.
Durante más de un siglo, los neurocientíficos han estudiado el cerebro humano de forma muy similar a como los cartógrafos en la antigüedad mapeaban tierras desconocidas: ensamblando un panorama vasto a partir de observaciones dispersas.
Aun hoy en día, los patólogos que diagnostican trastornos como la enfermedad de Alzheimer típicamente examinan un puñado de muestras del tejido de un órgano que contiene unos 80.000 millones de neuronas. Mucho continúa invisible.
Es por eso que los científicos del Centro para el Cerebro Sudha Gopalakrishnan del Instituto de Tecnología Indio, en Madrás creen haber dado un paso importante para llenar uno de los vacíos más grandes de la neurociencia.
Han producido lo que describen como el atlas tridimensional del tronco encefálico humano más detallado del mundo, un mapa digital que permite a los científicos recorrer sin interrupciones desde resonancias MRI de todo el cerebro hasta células nerviosas individuales.
Llamado ANCHOR (las siglas en inglés de Atlas de la Caracterización Neuroquímica del Tronco Encefálico Humano con Reconstrucción en 3D), combina más de 500 secciones de tejido cerebral de fetos, niños y adultos.
Elaborado con imágenes de microscopio de alta resolución en lugar de las más caras técnicas moleculares, crea un mapa tridimensional detallado del tronco encefálico, identificando más de 200 racimos de células cerebrales y vías nerviosas.
Ocho marcadores químicos ayudan a distinguir los diferentes tipos de células, produciendo uno de los retratos más claros de esta vital pero poco entendida parte del cerebro.
El tronco encefálico solo ocupa una fina porción del cerebro, pero es lo que mantiene a la persona con vida. Vincula el cerebro a la médula espinal y controla la respiración, el ritmo cardíaco, el sueño, la vigilia y el movimiento.
Los daños a los minúsculos racimos de células en su interior pueden resultar catastróficos, pero la densa arquitectura de esa región ha frustrado durante mucho tiempo los intentos de mapearla en detalle.
La importancia de ANCHOR no yace simplemente en producir otro mapa anatómico, sino en unir dos mundos que se han mantenido separados en gran parte: el escaneo médico, que muestra el cerebro como un todo, y la patología celular, que lo revela célula por célula.
«Estamos viendo una programa visionario que coloca a India en la vanguardia internacional», dice Shubha Tole, neurocientífico indio del Instituto Tata de Investigación Fundamental, quien describe el proyecto como una «integración sin precedentes» de ingeniería, neurociencia y medicina.
Los médicos típicamente comienzan examinando todo el cerebro en una autopsia o un tejido retirado durante una neurocirugía. Un cerebro adulto pesa entre 1,2 y 1,5 kg, y sus pliegues y estructuras principales pueden revelar pistas importantes antes de que empiece la examinación microscópica.
«Como neuropatóloga, empiezo por examinar todo el cerebro con el ojo desnudo antes de mirar segmentos pequeños bajo el microscopio», dice Rebecca Folkerth, quien está afiliada a la Escuela de Medicina de Harvard y a la Universidad de Nueva York y colaboró con el equipo del centro SGBC.
«Para la enfermedad de Alzheimer, estaríamos examinando solo entre 15 y 20 secciones, apenas una fracción del 1% de todo el órgano».
Disponible en internet
ANCHOR busca cerrar esa brecha. Los usuarios pueden hacer zoom desde la imagen de todo el tronco encefálico hasta ver cada neurona individual sin perder sus relaciones espaciales precisas. Los investigadores han dispuesto el atlas online gratis, esperando que se convierta en una herramienta de referencia para neurocientíficos, neurólogos y neurocirujanos en todo el mundo.
Sus aplicaciones también podrían extenderse más allá de la anatomía.
Al comparar los mapas de un tronco encefálico saludable con tejido enfermo, los científicos podrían entender mejor desde la enfermedad de Parkinson y los accidentes cerebrovasculares hasta la enfermedad de Alzheimer y el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL). Los mapas más precisos también podrían ayudar a los neurocirujanos a navegar una de las regiones más delicadas del cerebro con mayor confianza.
Simpleza y costo módico
Parte del atractivo de este atlas está en su simplicidad. Al haber sido elaborado a partir de imágenes en alta resolución de cortes delgados de tejido cerebral post mortem, permite un mapeo detallado a nivel celular a costo módico.
El logro refleja una transformación más amplia de la neurociencia, en la que el progreso depende cada vez más tanto de la ingeniería y la computación como de la biología.
Alrededor de 20 científicos pasaron 18 meses en el SGBC analizando manualmente más de 200 secciones de cerebro, combinando resonancias magnéticas por imágenes, anatomía microscópica y reconstrucción en 3D en un atlas digital único. El centro ahora reúne más de 200 investigadores, ingenieros y técnicos que trabajan con colaboradores de todo el mundo.
El resultado sirve para llenar una sorpresiva brecha en la neurociencia.
El nuevo atlas no resolverá los misterios del cerebro humano. Pero al dar a los científicos un mapa más detallado, podría ayudarles a formular -y finalmente contestar- mejores preguntas.
