El conectoma humano se refiere a las conexiones neuronales en el cerebro, identificando las características del cerebro y comparándolas entre ellas. Esto provee una mirada más profunda en la evolución humana de estas conexiones y su rol en la función cerebral. Básicamente, nos da un entendimiento en como nuestro cerebro está conectado, incluso a diferentes escalas, desde las distintas áreas cerebrales hasta en las neuronas (sinapsis).
Pero…¿qué es la conectividad cerebral?
Imagínate tocando un instrumento (una guitarra, piano, batería, etc.), ¡Bravo! ya estas usando el área motora de tu cerebro que permite mover tus músculos, la cual recibe información de este instrumento a tus oídos (sonido), en este caso, tu sistema auditivo también está funcionando. Al mismo tiempo, tu sistema visual está activo, tal vez mientras observas tu instrumento o a las personas que se encuentran alrededor. Por otro lado, probablemente esa melodía la conoces desde hace tiempo o quizá la estás aprendiendo; aquí es donde el hipocampo que es el área relacionada con el aprendizaje y memoria, entra también en acción. Así mismo, aún hay más áreas relacionadas a esta tarea las cuales no voy a explicar aquí ya que este articulo no se trata de analizar las funciones cerebrales. Lo que es importante recalcar y tener en cuenta es que hay múltiples áreas cerebrales que pueden estar activas y coordinadas para llevar a cabo alguna actividad.
Entonces, la conectividad cerebral está compuesta por las relaciones de distintos niveles que existen en el cerebro. La manera y mecanismos que las hacen están sincronizadas para funcionar correctamente en el cerebro (sin tomar en cuenta enfermedades neurodegenerativas) en una tarea que nos puede parecer “sencilla”, pero en realidad es un tema actualmente poco entendido. Por ello, es un área de interés para muchos científicos y un gran reto para la neurociencia.
¿Qué sabemos sobre el conectoma?
Si has leído o escuchado sobre el libro del Dr. Seung: “El conectoma: Cómo las conexiones del cerebro nos hace quienes somos ”, es posible que sepas que al primer animal que se ha mapeado su conectoma es del pequeño gusano o nematodo C. elegans, este animal es mucho más simple que nosotros lo que lo hace perfecto para estudiar en el laboratorio. Tiene sólo 302 neuronas y 7000 conexiones comparado con el cerebro humano con más de 100 billones de neuronas y conexiones desconocidas pero algunos investigadores piensan que tenemos alrededor de 100 billones de conexiones. El estudio en este gusano ha ayudado a comprender cómo funciona el cerebro y cómo obtener conectomas en especies de nivel superior.
Algunas personas dicen: "No sabemos nada sobre cómo funciona el cerebro de C. elegans y yo digo: '¡Sí, lo sabemos!'", dice Cornelia Bargmann de la Universidad Rockefeller, quien ha estudiado el nematodo durante más de dos décadas. "Mucho de lo que sabemos sobre los comportamientos rápidos de C. elegans lo hemos aprendido a través y con el conectoma.
Como resultado, en 2009 se inició el Proyecto del Conectoma Humano con el fin de construir un "mapa de red" (conectoma) que nos brinde información sobre la conectividad anatómica y funcional dentro del cerebro humano sano, así como producir herramientas o técnicas que faciliten la investigación de los trastornos cerebrales.
Entonces, ahora que sabes qué es el conectoma y un poco de su historia… imagínate las mayores ventajas que obtendríamos si supiéramos todas las conexiones del cerebro humano, los expertos en este campo sugieren que estos son los principales misterios que podríamos resolver y entender:
Información estructural que se puede implementar como parte de modelos computacionales que muchos científicos han detallado sobre el cerebro (sistema visual, auditivo, vestibular, etc.).
Entendimiento de los modelos básicos cerebrales de la función cognitiva humana.
Mejor comprensión del daño cerebral, posterior recuperación y prevención: Los efectos de las variaciones o anomalías del desarrollo, lesiones cerebrales o enfermedades neurodegenerativas.
Generación de tratamientos para múltiples problemas del cerebro y áreas asociadas.
Figura 1. Modelo computacional sobre la predicción de mapeo de las conexiones de las funciones cognitivas (imagen de Kurashige H, et al. Neurosci. 2020)
Comentarios finales
Hemos hablado sobre lo grandioso que es el conectoma, de donde surgió y hacia dónde va. Para ello, científicos han trabajado juntos para encontrar respuestas no solamente del área de las neurociencias, también biólogos evolutivos, químicos, matemáticos, físicos, médicos y muchas otras áreas para poder seguir obteniendo pistas para el desarrollo de este gran reto para la humanidad. Muchos piensan que el conectoma humano nunca será conocido por los diversos obstáculos técnicos, falta de investigación científica, entre muchas más.
Pero, ahora que conoces qué es el conectoma…
¿Crees que el Conectoma humano sería suficiente para entender cómo funciona el cerebro?
Si conocieras el conectoma completo de tu cerebro, ¿qué harías?
Puedes escribirme y comentar conmigo tus respuestas, me encantaría saber tu opinión.
Referencias
Ardesch DJ, Scholtens LH, van den Heuvel MP. The human connectome from an evolutionary perspective. Prog Brain Res. 2019;250:129-151. doi: 10.1016/bs.pbr.2019.05.004. Epub 2019 Jul 9. PMID: 31703899.
Bargmann, C., Marder, E. From the connectome to brain function. Nat Methods 10, 483–490 (2013)
https://www.humanconnectome.org/
Kurashige H, Kaneko J, Yamashita Y, Osu R, Otaka Y, Hanakawa T, Honda M, Kawabata H. Revealing Relationships Among Cognitive Functions Using Functional Connectivity and a Large-Scale Meta-Analysis Database. Front Hum Neurosci. 2020 Jan 10;13:457. doi: 10.3389/fnhum.2019.00457. PMID: 31998102; PMCID: PMC6965330.