primer modelo completo de cerebro complejo completado después de 50 años, pero aún no es humano

Durante 50 años, los investigadores han estado elaborando modelos de cerebros cada vez más elaborados, para mostrar no solo su estructura, sino también su funcionamiento. Esta es una línea de investigación fundamental para entender nuestro comportamiento, razonamiento, emociones y reacciones; y también cómo los diferentes cerebros animales perciben el mundo (un frente de trabajo importante para discutir los derechos de los animales y la empatía humana con otras especies). El primer esfuerzo fue con gusanos, en la década de 1970, y le valió al biólogo sudafricano Sydney Brenner el Premio Nobel de Fisiología en 2002. Desde entonces, se han realizado esfuerzos para mapear la actividad de las neuronas en criaturas cada vez más grandes. Nadie había construido un modelo que sirviera como referencia para el cerebro humano, hasta ahora.

Un equipo de 20 científicos repartidos por Alemania, Estados Unidos y Reino Unido presentó la novedad al mundo en un artículo en ciencia. Después de 14 años de trabajo, ensamblaron un modelo completo del cerebro de una larva de mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). El diminuto animal muestra capacidad de aprendizaje, toma decisiones y tiene dos hemisferios cerebrales que interactúan. Su sistema nervioso funciona con principios similares a los de los humanos.

“Si queremos entender quiénes somos y cómo pensamos, parte de ello es entender el mecanismo del pensamiento”, dijo Joshua Vogelstein, ingeniero biomédico de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, y uno de los autores del trabajo. «Y la clave para eso es entender cómo las neuronas se conectan entre sí».

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Estos modelos cerebrales se denominan conectomas y su creación es el objetivo del área de investigación denominada conectómica. El conectoma de la larva de la mosca de la fruta muestra los tipos de neuronas, cómo se agrupan, la dinámica de percibir el entorno con varios sentidos al mismo tiempo, los caminos y la dirección de los impulsos nerviosos y las interacciones de los hemisferios cerebrales, cubriendo 548.000 sinapsis creadas por 3016 neuronas. . Hasta ahora, la ciencia solo tenía modelos parciales de los cerebros de criaturas más complejas (moscas, ratones y humanos) y modelos completos de tres criaturas mucho más simples que la mosca de la fruta, con unos cientos de neuronas y un sistema nervioso muy diferente al humano. (un gusano, un anélido y un tunicado).

Además de abrir posibilidades para la investigación en salud y neurología, los autores ven otra forma de aplicar los conectomas: algunas características de la arquitectura del cerebro de la larva se encuentran en inteligencias artificiales basadas en redes neuronales. «El análisis futuro de las similitudes y diferencias entre los cerebros y las redes neuronales artificiales puede ayudar a comprender los principios computacionales del cerebro y quizás inspirar nuevas arquitecturas de aprendizaje automático», afirma el artículo.