El Proyecto Conectoma Humano, comienza el espectáculo.

Olaf Sporns, profesor de neurociencias en la Universidad de Indiana (EE.UU.), publicó un artículo en 2005 en el que atribuía los defectos a gran escala de la investigación en neurociencia general a la ausencia de una descripción anatómica de base, “fundacional”, del cerebro. Antes de ponerse a investigar, era necesario hacer un mapa.

Sporns propuso llamar a este mapa el “conectoma”. El nombre, obviamente, hace recordar a un proyecto importantísimo que había concluido dos años antes con éxito, el Proyecto Genoma Humano. El proyecto al que estaba dando nombre no era menos ambicioso: un atlas sistemático y completo de todas las conexiones del cerebro. Cuatro años después, Los Institutos Nacionales de la Salud (NIH, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos han anunciado en su Anteproyecto para la Investigación en Neurociencia el lanzamiento del Proyecto Conectoma Humano (HCP, por sus siglas en inglés), dotado inicialmente con 30 millones de dólares, con la esperanza de crear un mapa completo del cerebro adulto sano para 2015.

El cerebro humano se suele dividir en varios cientos de pequeñas áreas a las que se atribuyen funciones altamente especializadas. Vistas bajo el microscopio, muchas de estas áreas, que tienen un ancho de centímetros, presentan patrones de células claramente visibles. Cada una de estas áreas está conectada por millones de proyecciones neuronales con forma de hilo, los llamados axones, que corren en paralelo, enrollándose para formar lo que parece un cable grueso de fibra óptica. El cerebro funciona en base a procesos y estos procesos tienen lugar porque existen estas conexiones entre áreas especializadas.

La lógica tras el proyecto HCP está en que se cree que las diferentes áreas cerebrales adquieren sus características funcionales dependiendo de cómo se conectan unas con otras. Son las entradas y salidas de una neurona lo que determina qué función tiene. Por ello, como en otras ocasiones en biología, la estructura directamente define la función: las neuronas muy próximas procesarán la misma clase de información, y la conectividad entre estas regiones nos puede informar de cómo operan procesos más amplios.

Sin embargo, hay otros neurocientíficos para los que “conectoma” tiene un significado completamente diferente. Mientras que el proyecto de los NIH intenta trazar las conexiones a gran escala entre regiones cerebrales, algunos científicos, como los del Connectomeproject de Harvard, quieren escarbar más profundamente: aspiran a trazar en última instancia el cerebro humano neurona a neurona, construyendo un “diagrama de cableado” con todo detalle. De cierta forma el HCP es una respuesta a la perspectiva desalentadora de tener que determinar las miles de millones de conexiones neuronales del cerebro humano. Lo que han hecho estos puristas ha sido tomar otro camino: ciñéndose a la idea del mapa neurona a neurona, simplemente se han centrado en organismos más simples, para ir creciendo desde ahí. Hasta ahora, el único conectoma completo que ha sido determinado es el de nuestro viejo amigo el nemátodo Caenorhabditis elegans que, con sólo 302 neuronas, es uno de los organismos modelo más simples con un sistema nervioso.

En cualquier caso, ambos grupos están de acuerdo en que, al final, la microescala y la macroescala se encontrarán en un enorme conjunto de datos, idealmente con cada capa de complejidad informando a la siguiente. Por ahora, el NIH espera conseguir su objetivo a cinco años de tener completado un mapa región a región potenciando la colaboración entre científicos, muchos de los cuales han pasado años trabajando aisladamente, usando técnicas no verificadas y con pocas reproducciones de los datos obtenidos en laboratorios diferentes.

El impacto del HCP sobre la neurociencia será importantísimo, similar al Proyecto Genoma Humano. De hecho, habrá un antes y un después del HCP.

[En la imagen, interpretación de una imagen por difusión del córtex humano; mayor implica mayor número de conexiones]

Referencia:

Sporns, O., Tononi, G., & Kötter, R. (2005). The Human Connectome: A Structural Description of the Human Brain PLoS Computational Biology, 1 (4) DOI: 10.1371/journal.pcbi.0010042