Un nuevo proyecto masivo para escanear los cerebros de 1.200 voluntarios podría finalmente ofrecer a los científicos una imagen de la arquitectura neuronal del cerebro humano y ayudarles a entender las causas de algunas enfermedades neurológicas y psicológicas.

El Instituto Nacional de Salud anunció este mes la financiación de 40 millones de dólares para el proyecto de cinco años, llamado Human Connectome Project. Los científicos usarán nuevas tecnologías de imagen, algunas todavía en fase de desarrollo, para crear mapas estructurales y funcionales del cerebro humano.

El proyecto es novedoso en su tamaño, la mayoría de los estudios de imágenes cerebrales realizados han analizado entre decenas y cientos de cerebros. El escaneo de tanta gente aportará información sobre la variabilidad normal dentro de la estructura del cerebro de los adultos sanos, que a su vez servirá de base para examinar cómo difiere el “cableado” neural en trastornos como el autismo y la esquizofrenia.

Los investigadores también planean recolectar datos genéticos y de comportamiento, realizar pruebas de memoria sensorial y de las habilidades motoras y otras funciones cognitivas, y el depósito de esta información junto con las imágenes de los cerebros en una base de datos pública (aunque la información personal de los pacientes será eliminada). Los científicos de todo el mundo podrán entonces utilizar esta base de datos para buscar los factores genéticos y ambientales que influyen en la estructura del cerebro.

"Queremos aprender tanto como podamos, no sólo acerca de los patrones de conectividad del cerebro típicos, sino también acerca de las diferencias en el cableado que hacen de cada uno de nosotros un individuo único," señala David Van Essen, neurocientífico de la Universidad de Washington en St . Louis, que es uno de los líderes del proyecto. "Si usted es bueno en matemáticas, y yo soy mejor en ciertos tipos de memoria, ¿podremos identificar algunas de las características del cableado que dan cuenta de estas diferencias?"

Los estudios más detallados de los circuitos neuronales que conectan una neurona con otra realizados hasta la fecha se han centrado en los cerebros de animales, porque los científicos pueden examinar las células de tejido animal vivas y sus interconexiones directamente mediante un microscopio. "No sabemos cómo está conectada nuestra especie en particular", afirma Michael Huerta, director asociado de la División de Neurociencia Básica y Ciencias del Comportamiento del Instituto Nacional de Salud Mental, y director del proyecto Connectome. "Hay toda una clase de datos que nos falta de la neurociencia que es fundamentalmente importante para entender el funcionamiento del cerebro y cómo se diferencia en cada trastorno." Además, como los investigadores solo digitalizarán gemelos idénticos y sus hermanos, los científicos pueden tener una idea del papel que la genética y el medio ambiente juegan en la conformación de la estructura del cerebro. Por ejemplo, las estructuras del cerebro que están altamente dictadas por los genes serán más similares en los gemelos idénticos que en los mellizos.

La mayoría de los estudios de escaneo del cerebro han empleado técnicas de escaneo por resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) para examinar la anatomía aproximada del cerebro o la resonancia magnética funcional para detectar qué regiones se activan durante unas tareas específicas. Sin embargo los avances en los últimos años de las tecnologías de escaneo cerebral, así como el creciente poder de computación, han hecho posible examinar con detalle el preciso cableado que conecta las diferentes regiones del cerebro. "Si queremos entender el cerebro, necesitamos saber qué está haciendo cada área concreta y cómo se comunican entre sí", afirma Russell Poldrack, director del Centro de Investigación de Técnicas de Imagen de la Universidad de Texas en Austin. "Pasar de examinar la forma en que 120 áreas del cerebro operan por su cuenta a determinar cómo estas 120 áreas interactúan unas con otras supone un aumento de la complejidad de un orden de magnitud, y la escala que se requiere para abordar el problema también aumenta."

Van Essen y sus colaboradores tienen como objetivo escanear los participantes con dos variaciones relativamente recientes de la MRI. El escaneo por difusión, que detecta el flujo de moléculas de agua por cables neuronales aislados, mide indirectamente la ubicación y dirección de las fibras que conectan una parte del cerebro con otra. La conectividad funcional, en cambio, examina si la actividad en diferentes partes del cerebro fluctúa en sincronía. Las regiones que están altamente correlacionadas tienen más probabilidades de estar conectados, ya sea directa o indirectamente. La combinación de ambos enfoques ofrecerá a los científicos una imagen más clara. Los colaboradores de la Universidad de Minnesota y del Hospital General de Massachusetts están optimizando los escáneres existentes con nuevos imanes y programas de análisis personalizados para que sean más adecuados para la detección de estos circuitos.

"Éste será un estudio sin precedentes", afirma Robert Williams, neurocientífico de la Universidad de Tennessee, con sede en Memphis. "Creo que va a tener el mismo tipo de impacto en la neurociencia que el Proyecto Genoma Humano tuvo sobre la genética humana, proporcionando una base sólida para otros estudios."