red neuronal improbable | tiempo de ciencia

Antes de que ponga los ojos en blanco de terror ante la idea de un nuevo tumor, le explico. El «conectoma» es el conjunto completo de conexiones cerebrales. Similar al término «genoma» que se aplica a los genes. Pero aunque el genoma humano contiene alrededor de 25.000 genes, observe el estado de la red neuronal. Nuestro cerebro tiene alrededor de 86 mil millones de neuronas. Si asumimos que cada neurona puede establecer conexiones con 10,000 becarios, entonces el número de conexiones en el cerebro humano se acerca a un cuatrillón. Y si ponemos las otras células que llenan el cerebro y también participamos de las conversaciones en este espacio, el número se vuelve imposible de adivinar. Si todavía consideramos que las conexiones cerebrales no son fijas, sino que están sujetas a cambios bajo la influencia del entorno que nos rodea, Dios mío, entonces la ambición de los neurocientíficos de descubrir las llamadas conexiones humanas parece una alucinación delirante.

Aunque parezca inverosímil, el objetivo de decodificar toda la red neuronal humana aparece a menudo en la literatura especializada. Muchos proyectos internacionales reciben financiación multimillonaria para que esto suceda. Algo ya se ha logrado, solo mire esto: la red neuronal de un pequeño gusano ha sido expuesta con una asombrosa cantidad de 302 neuronas, y se pueden proponer modelos estructurales y funcionales para ejecutar esta mini-red. La red neuronal de Drosophila, la mosca de la fruta que todavía revolotea alrededor del racimo de plátanos que guardamos en casa en verano, fue completada en 2018 por un grupo de investigadores británicos y estadounidenses. Hay alrededor de 100,000 neuronas en este caso, que produjeron 21 millones de imágenes y conjuntos de datos que excedieron los 100 terabytes, o 100 billones de bytes. Un gran logro, ya que la mosca tiene un comportamiento muy complejo, que ahora se puede analizar con el detalle necesario para revelar sus determinantes neuronales.

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Ahora mire la escala del problema para llegar a la red neuronal humana. Este año se publicó una reconstrucción en 3D de solo un milímetro cúbico de la corteza cerebral humana y arrojó un volumen de datos de 1,4 petabytes (un billón de bytes). Pero esta pequeña porción de la corteza representa el 0,00007% del volumen del cerebro, sin embargo, requirió 326 días de recursos de microscopía electrónica de alta velocidad para completar los análisis. Había 57.000 células que formaban más de 130 millones de conexiones en este pequeño cubo. La evaluación es que solo será posible abordar el objetivo de detección de una red neuronal humana a través de técnicas de computación a exaescala, es decir, capaz de procesar exabytes (quintillones de bytes) en un tiempo razonable.

Creo que la estimación es muy optimista, pero está bien. Supongamos que es posible en un futuro próximo producir un atlas completo de nuestros circuitos cerebrales. Sería un paso de gigante en el sentido literal de la palabra. Permitirá desvelar los detalles de la regulación de los microcircuitos, uno a uno, en salud y enfermedad. Es como si pudiéramos imaginar, desde el espacio, todos los insectos que habitan todos los árboles del Amazonas.

Todavía está demasiado lejos, demasiado lejos para permitirnos avanzar en este grado de detalle desde la escala microscópica de las neuronas al rango mediocre de redes neuronales que mejoran la interacción entre las regiones del cerebro. Sin embargo, vincular los análisis a gran escala revela cómo toda esta complejidad da como resultado comportamientos, emociones, recuerdos y percepciones. En este paso de lo micro a lo macro, actualmente solo tenemos las herramientas de neuroimagen para obtener una visión holística. Sin embargo, perdimos los detalles. En el movimiento contrario ocurre lo contrario. Cómo relacionar estos diferentes niveles de enfoque es el problema.

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Peor aún: todo cambia con el tiempo. El círculo que estaba allí ya no existe, y lo que no se mostró al comienzo del experimento aparece al final. El mundo que nos rodea es implacable: modifica las conexiones neuronales todo el tiempo. Mirando el asunto desde este ángulo, la conclusión es pesimista: es poco probable que revele la red neuronal humana: ¿un sueño lejano?

Rocío Volante

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