Crean el primer atlas integral del cerebro humano

El Allen Institute for Brain Science, de Estados Unidos, ha hecho público el llamado “Allen Human Brain Atlas”, el primer mapa del cerebro humano que integra tanto la anatomía como la genómica (o información genética) del cerebro.

El empleo de las tecnologías más punteras de análisis cerebral y más de cuatro años de rigurosos estudios y trabajos de documentación han hecho posible el desarrollo de este atlas de nuestra materia gris, publica el Instituto Allen en un comunicado.

El Allen Human Brain Atlas es ya un recurso abierto para científicos, médicos y comunidad educativa en la Red. Con él se pretende acelerar la comprensión del funcionamiento del cerebro, y también potenciar nuevos descubrimientos al respecto por parte de la comunidad científica global.

Perspectivas sin precedentes

Para el desarrollo del Allen Human Brain Atlas, los investigadores del Allen Institute caracterizaron y cartografiaron la bioquímica de los cerebros de dos humanos adultos normales.

Estos procesos supusieron un estudio del cerebro exacto y detallado. Los datos obtenidos a partir de él han revelado, por ejemplo, que la similitud entre los cerebros humanos es sorprendentemente elevada, del 94%. Este parecido ha permitido establecer patrones firmes, que podrían resultar esenciales en la investigación clínica del cerebro.

Por otro lado, el análisis de los cerebros constató que al menos el 82% de todos los genes humanos está expresado en el cerebro (lo que constituye una muestra de su enorme complejidad), y proporcionó un diseño genético clave para una mejor comprensión del funcionamiento del cerebro, así como para el impulso de investigaciones sobre enfermedades neurológicas y otros trastornos cerebrales.

Según Allan Jones, director ejecutivo del Instituto Allen: “Hasta ahora, no se había realizado un mapa definitivo del cerebro humano, tan detallado. Simplemente, no existía”.

“El Allen Human Brain Atlas proporciona unas perspectivas sin precedentes de nuestro órgano más complejo e importante. Comprender cómo nuestros genes son empleados por el cerebro ayudará a los científicos y a la comunidad médica a comprender mejor (el cerebro) y a descubrir nuevos tratamientos para todo el espectro de trastornos y enfermedades cerebrales, desde las enfermedades mentales o la adicción a las drogas, hasta el Alzheimer, el Parkison, la esclerosis múltiple o el autismo”, afirma Jones.

GPS cerebral

El Allen Human Brain Atlas funciona de manera similar a un sistema de navegación GPS: es capaz de identificar 1.000 localizaciones anatómicas del cerebro humano.

El atlas complementa esta información espacial con más de 100 millones de datos sobre la expresión genética particular de cada localización, así como sobre su bioquímica subyacente.

De este modo, puede ser utilizado por los científicos como herramienta para la exploración del cerebro, por ejemplo, para identificar cómo las enfermedades o los traumas, incluidas las lesiones cerebrales o los trastornos de la salud mental, afectan a áreas específicas del cerebro.

El atlas Allen hace posible asimismo, desde determinar con precisión en qué parte del cerebro actúa una droga específica, hasta controlar el grado de eficiencia de numerosas terapias.

Un aspecto clave que hace de este mapa cerebral una potente herramienta de investigación es que en él se integran, completamente, diferentes tipos de datos que han sido recopilados con diversas metodologías de exploración cerebral.

El Atlas incorpora así tanto imágenes del cerebro tomadas con tecnología de resonancia magnética (RMI) o de tensor de difusión (ITD), como datos histológicos (referentes a los tejidos del cerebro) y datos de expresión genética, derivados de metodologías como la técnica de hibridación in situ o biochips (que son micromatrices en las que se depositan los genes para su estudio).

Pasado y futuro

En 2006, el Instituto Allen culminó la cartografía del cerebro de un ratón adulto, el llamado “Allen Mouse Brain Atlas” y, de igual forma, la puso a disposición gratuita de los científicos.

Aquellos datos propiciaron importantes avances de investigación sobre el cerebro en todo el mundo, tal y como reflejan los más de 500 artículos publicados desde entonces, en los que se cita dicho mapa.

Los creadores del “Allen Human Brain Atlas” creen que este nuevo recurso también resultará útil a investigadores biomédicos de todo el mundo, y en especial a los neurocientíficos.

Los científicos que estén investigando el cerebro humano, y aquéllos que trabajen con modelos de ratones u otros, encontrarán en esta herramienta una oportunidad de probar tanto la relevancia de sus propios descubrimientos como sus potenciales aplicaciones en el cerebro humano.

Asimismo, el mapa cerebral Allen podrá ser usado a pequeña y gran escala para examinar enfermedades y trastornos desde la perspectiva del cerebro, como la obesidad, el Parkinson, la esquizofrenia, etc., así como para explorar el funcionamiento del cerebro humano sano.

En los próximos años, el Allen Institute for Brain Science continuará expandiendo este recurso, con nuevos datos tomados de otros cerebros y con mejoras en las herramientas de búsqueda, de análisis y de revisión de datos.

Otros mapas

El Allen Human Brain Atlas no es el primer mapa que se crea del cerebro humano. Ha habido otros proyectos, aunque no centrados en la relación del cerebro con los genes. En 2003, por ejemplo, un consorcio internacional lanzó el primer atlas del cerebro humano, que fue elaborado a partir del estudio de 7.000 cerebros de personas, con un total de 40 billones de datos recopilados.

Este primer atlas mostraba los planos del cableado y los circuitos de las neuronas, la bioquímica y la biología molecular de las estructuras y las funciones cerebrales, e iba destinado a la exploración minuciosa de los mecanismos de la actividad cerebral.

Asimismo, también en 2010, neurólogos de la Universidad de Tel Aviv, en colaboración con científicos de diferentes partes del mundo, anunciaron que pretendían generar un “atlas cerebral” para la comprensión del desarrollo y el funcionamiento de ciertas enfermedades del ser humano, como el autismo o la esquizofrenia, trastornos que hasta ahora no han podido “localizarse” en áreas concretas del cerebro.