Científicos crean el mapa 3D más detallado del cerebro de un ratón

El equipo de investigación de información espacial cerebral de Luo Qingming mapea la estructura 3D de las regiones cerebrales de ratones en un atlas estereotáctico. [Foto proporcionada a chinadaily.com.cn]

Científicos han creado el mapa 3D más detallado del cerebro de un ratón jamás creado, un hito que podría revolucionar la investigación sobre trastornos cerebrales, circuitos neuronales e incluso la precisión quirúrgica futura. El estudio, publicado el martes en la prestigiosa revista Nature, ofrece una resolución tan nítida que puede identificar estructuras de tan solo un micrómetro, aproximadamente una quincuagésima parte del grosor de un cabello humano.

Dirigido por un equipo de la Universidad de Hainan y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China, junto con colaboradores de la Universidad de California en Los Ángeles, el proyecto supera las limitaciones históricas del mapeo cerebral.

Los atlas cerebrales tradicionales solían ser instantáneas borrosas, bidimensionales, con espacios entre cortes. Sin embargo, el nuevo atlas topográfico estereotáxico del cerebro de ratón (STAM) proporciona una vista tridimensional uniforme con precisión a nivel celular.

"Esto es como pasar de un mapa de carreteras en papel a un GPS interactivo y en vivo para el cerebro", afirmó el académico Luo Qingming, coinvestigador principal y presidente de la Universidad de Hainan. "Se pueden ampliar, rotar e incluso diseccionar regiones digitalmente para estudiar las conexiones entre neuronas o vasos sanguíneos".

Los atlas cerebrales son herramientas esenciales para los neurocientíficos, al igual que las guías anatómicas para los médicos. Ayudan a los investigadores a navegar por las complejas estructuras del cerebro, rastrear enfermedades o probar tratamientos experimentales. Sin embargo, hasta ahora, incluso las mejores referencias, como el ampliamente utilizado atlas de cerebro de ratón del Instituto Allen, carecían de la resolución necesaria para mostrar las células individuales con claridad en todas las dimensiones.

El atlas topográfico estereotáxico cambia esto. Utilizando un sistema de imágenes personalizado llamado tomografía de seccionamiento microóptico, el equipo escaneó más de 34.000 cortes ultrafinos de cerebro de ratón, teñidos para resaltar los detalles celulares. El resultado es un modelo digital tipo Lego que etiqueta 916 regiones cerebrales (236 de ellas recientemente identificadas) con una claridad sin precedentes.

Los ratones son cruciales en la investigación biomédica porque sus cerebros comparten aproximadamente el 90 % de sus genes con los humanos. Los hallazgos de los estudios con ratones a menudo allanan el camino para comprender enfermedades humanas como el Alzheimer, el Parkinson o la depresión.

Para garantizar el acceso global, el equipo creó una plataforma en línea abierta y gratuita donde investigadores y público en general pueden explorar el atlas, descargar datos o incluso simular cirugías cerebrales. El sistema también se alinea con los mapas cerebrales tradicionales, lo que facilita la transición para laboratorios de todo el mundo.

Expertos internacionales elogiaron el trabajo. El doctor Javier de Felipe, del Instituto Cajal de España, lo calificó de "logro muy significativo", mientras que el neurocientífico australiano George Paxinos, cuyos atlas de ratones son un recurso básico en sus laboratorios, elogió la calidad sin precedentes de los datos.

El equipo busca ampliar las aplicaciones del atlas topográfico estereotáxico, desde el análisis de fármacos hasta el guiado de interfaces cerebro-máquina. Luo también destacó los recursos únicos de la provincia de Hainan: «Con nuestros recursos de investigación en primates, este trabajo podría conectar los estudios con ratones con la exploración del cerebro humano».

«Si bien hemos cartografiado galaxias distantes, el cerebro humano sigue siendo una de las últimas fronteras de la ciencia», afirmó Luo. El atlas topográfico estereotáxico ahora cierra esta brecha, demostrando cómo los avances microscópicos, de hasta una sola micra, pueden iluminar el órgano más complejo de la humanidad.