Un equipo de científicos del MIT ha logrado capturar imágenes detalladas de hemisferios completos del cerebro humano. Este logro, publicado en Science, ha sido posible gracias a tres tecnologías desarrolladas por el equipo liderado por el profesor Kwanghun Chung.
Históricamente, el estudio del cerebro se ha realizado mediante dos principales tecnologías: la imagen no invasiva in vivo, como la resonancia magnética (MRI), y la microscopía de luz combinada con métodos de etiquetado molecular, como la inmunohistología.
Sin embargo, ambas tecnologías presentan limitaciones intrínsecas que han dificultado la posibilidad de obtener imágenes del cerebro en su totalidad y a alta resolución. «Los cerebros humanos son demasiado grandes para ser mapeados usando técnicas ópticas en su totalidad», explicó Chung.
Innovaciones
Para superar estos desafíos, el equipo de MIT creó un «pipeline tecnológico», una serie de elementos de procesamiento de datos que permitieron mapear hemisferios de dos cerebros donados, uno de los cuales tenía Alzheimer.
Aunque aún no han capturado un cerebro humano completo, realizaron imágenes holísticas de tejidos cerebrales humanos a múltiples resoluciones, desde sinapsis individuales hasta hemisferios cerebrales completos.
Tres innovaciones tecnológicas fueron clave en este avance. Ji Wang desarrolló el «Megatome», un dispositivo que permite rebanar hemisferios del cerebro sin dañar el tejido, proceso que antes tomaba meses.
Juhyuk Park creó «mELAST», una tecnología que hace cada rebanada clara, flexible y duradera, permitiendo etiquetar repetidamente y con precisión las estructuras cerebrales.
Finalmente, Webster Guan diseñó «UNSLICE», un sistema computacional que reconstruye imágenes en 3D a partir de las rebanadas individuales, manteniendo la información de conectividad celular.
Estas innovaciones permiten a los neurocientíficos obtener una visión global de un hemisferio, acercarse a nivel subcelular y mapear el cerebro con un detalle sin precedentes.
Estudios neuronales
El pipeline tecnológico abre nuevas puertas para estudiar patologías cerebrales, como el Alzheimer, en detalle, permitiendo identificar la ubicación de la mayoría de la pérdida neuronal en el cerebro.
«El cerebro humano, con más de 100 mil millones de neuronas y 200 mil millones de células, es uno de los sistemas más complejos del universo», dice Chung. Cada neurona forma decenas de miles de conexiones funcionales únicas con otras neuronas, y por supuesto, no hay dos cerebros iguales.
Gracias a estas tecnologías, la neurociencia avanza hacia la posibilidad de mapear completamente el cerebro humano, proporcionando una comprensión más profunda de su funcionamiento y disfunciones.
