El proyecto Blue Brain
Al igual que los astrofísicos miran hacia afuera para desentrañar la mecánica de los astros, los neurocientíficos miran hacia adentro para desentrañar la del cerebro humano. Tan ambiciosa andadura, un anhelo de la ciencia que nació hace muchas décadas, tiene ahora su mayor exponente en forma de proyecto de investigación: la iniciativa se llama Blue Brain, y nació en 2005 de la mano del profesor suizo Henry Markram.
Es propio del ser humano dibujar mapas para representar los hallazgos de una exploración, ya que es así como puede dejarse constancia para que puedan ser transmitidos y estudiados por otros.
Del mismo modo en que los mapas del Nuevo Mundo, de tinta y papel, representaban los caminos de un nuevo continente, el proyecto Blue Brain persigue elaborar un mapa, en soporte digital, que modelice de la manera más precisa conocida hasta la fecha, los senderos neuronales del cerebro humano y el modo en que estos se activan. Un mapa que al consultarlo nos permita conocer el último de los rincones de este órgano.
Para llegar a una representación precisa de la arquitectura y la dinámica funcional del cerebro humano, se ha comenzado con la iniciativa, como punto de partida, de la reconstrucción digital del cerebro de los roedores.
Fue un mes de mayo, hace ahora 14 años, que el Instituto del Cerebro y la Mente de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL, en sus siglas francesas), se propuso reconstruir de una forma biológicamente detallada la estructura y función del cerebro. La técnica empleada es la ingeniería inversa y el proyecto se apoya en simulaciones y representaciones cerebrales.
La elección del cerebro del roedor como base representacional del cerebro humano, ciertamente más complejo, se basa en su similitud -a diferente escala de circuitos- en tanto que cerebro de mamífero. La tecnología detrás de esta iniciativa se sustenta en el superordenador Blue Gene que trabaja con el programa informático NEURON.
“Con cada estímulo que desencadena una emoción se generan nuevas conexiones entre grupos de células en nuestro cerebro”.
-Eduard Punset Casals-
El fundamento empírico del proyecto, y el modelo del que se sirve para dicha fundamentación, es un mapa de las conexiones entre las neuronas del cerebro conocido como conectoma. Este modelo implica una simulación digital realista, en términos biológicos, de las neuronas cerebrales y se espera que llegue a convertirse en toda una enciclopedia de los misterios del cerebro y la mente.
Un proyecto de semejante envergadura difícilmente podía acometerse sin colaboraciones internacionales; por ello, paralelamente, se desarrollan otros proyectos que apoyan y complementan a Blue Brain.
- El proyecto Cajal Blue Brain, coordinado por el CeSViMa (el Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid).
- El proyecto Joshua Blue, de IBM, que pretende la creación de ordenadores y programas de Inteligencia Artificial que emulen a la mente humana.
- El HBP o Human Brain Project, en el que universidades de muchos puntos de Europa colaboran con sus esfuerzos científicos y computacionales para el conocimiento pormenorizado del cerebro humano.
¿Qué diferencia a Blue Brain de otros proyectos similares?
Las reconstrucciones y las simulaciones que la supercomputación permite que Blue Brain nos presente suponen un enfoque radicalmente nuevo sobre la comprensión de la función cerebral al abordarla como a una estructura de diversos niveles. Esta conformación en ‘capas’ daría cabida a la diversidad funcional de la mente con su sinfín de complejidades.
Esta perspectiva permite convertir en factible uno de los retos científicos más difícilmente abarcables a los que se enfrenta la ciencia actual: el entendimiento del cerebro como un complejo sistema multiescala, labor para la que esta suerte de neurociencia de la simulación es fundamental.
El sorprendente detalle con el que opera la modelización neuronal en este proyecto supondría, en última instancia, la construcción de una simulación cerebral a nivel molecular, lo que a su vez abriría las puertas al estudio de los efectos de la expresión génica. Se espera así que los beneficios clínicos obtenidos no tengan precedente.
Breve historia del proyecto
- 2005: se completa el primer modelo celular.
- 2008: se logra la construcción de la primera columna celular neocortical artificial compuesta por 10 000 células.
- 2011: se construye un modelo que multiplica por 100 el número de columnas del anterior y alcanza un total de un millón de células.
- 2014: se reconstruye artificialmente un cerebro de rata a nivel celular.
- 2023: se planea para esta fecha la reconstrucción completa de un cerebro humano, que incluya un total de 100 billones de células.
¿Para qué tanto esfuerzo?
Además de las mencionadas ventajas clínicas que un conocimiento tan profundo del cerebro humano traería consigo, existe un fin último que se solapa al más eminentemente práctico y que levanta todavía mas misterios en el imaginario popular.
Y es que desentrañando la intrincada articulación de las piezas del cerebro de los humanos se podría, en principio, alcanzar por fin una comprensión más que teórica de la conciencia humana. Un fin al que se han adscrito cientos de científicos y pensadores a lo largo de la historia de la humanidad.
Por ahora, y como preludio de los apasionantes descubrimientos que están por llegar, el año pasado el proyecto Blue Brain publicó su primer atlas neuronal digital en 3D, que ofrece información sobre tipos de células cerebrales y su cuantía y posición un un total de 737 regiones cerebrales.
El paso del clásico manual de tapa dura de neuroanatomía -con sus dibujos bidimensionales- a un atlas en 3D de este tipo es, cuando menos, un grandísimo paso para la humanidad.
Todas las fuentes citadas fueron revisadas a profundidad por nuestro equipo, para asegurar su calidad, confiabilidad, vigencia y validez. La bibliografía de este artículo fue considerada confiable y de precisión académica o científica.
- Schonberg T, Fox CR, Poldrack RA (2011) Mind the gap: bridging economic and naturalistic risk-taking with cognitive neuroscience. Trends Cogn Sci 15: 11–19.
- Vorhold V (2008) The neuronal substrate of risky choice: an insight into the contributions of neuroimaging to the understanding of theories on decision making under risk. Ann N Y Acad Sci 1128: 41–52.
