El cerebro es conocido por ser uno de los órganos más complejos de todo el organismo humano. A pesar de todos los avances científicos que ha hecho la humanidad, aun no entendemos por completo su estructura y función. Por esa razón, surgió el Proyecto Conectoma Humano (HCP por sus siglas en inglés) que busca crear un mapa estructural y funcional del cerebro humano. De esta manera, podría arrojar luz sobre muchos misterios que todavía existen sobre nuestro comportamiento.
En un principio, el proyecto tenía como objetivo crear un mapa de la estructura de los cerebros sanos. Sin embargo, en los últimos años también ha crecido el interés por comprender los cerebros de personas con trastornos mentales. Los datos que se obtengan podrían generar cambios importantes en la forma en que entendemos y tratamos las enfermedades psicológicas.
¿En qué consiste el Proyecto Conectoma Humano?
En 1990, el Departamento de Energía y los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses fundaron el Proyecto Genoma Humano. Este programa contó con un presupuesto de 3000 millones de dólares y estuvo activo hasta el año 2003. Su objetivo era una cartografía o mapa completo del genoma humano para conocer las secuencias químicas que lo componen. Con esta información, se pudo conocer de forma precisa la estructura del genoma humana, aunque su función aun no está del todo clara.
De manera similar, en 2009, se lanzó el Proyecto Conectoma Humano, con el patrocinio de 16 miembros de los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses. En este caso, la meta final es completar un mapa completo de la conectividad cerebral para entender mejor su estructura y función. Si bien ha pasado más de una década desde que inició el proyecto, aun no ha sido declarado completo.
Para poder conseguir su objetivo, los investigadores a cargo deben trazar un mapa de todas las conexiones neurales del cerebro. Esto supone una tarea compleja si consideramos que el ser humano tiene más de 100 mil millones de neuronas que se conectan entre sí. Pero, de completarse, podríamos obtener información muy valiosa sobre la forma y función de nuestro cerebro.
¿Cómo se obtienen los datos para el Proyecto Conectoma Humano?
Con el fin de conseguir los datos necesarios sobre el cerebro, se usan una gran diversidad de técnicas tanto invasivas como no invasivas. En el caso de los métodos no invasivos, tenemos las imágenes de resonancia magnética que pueden mostrar la estructura del cerebro.
También hallamos las imágenes de tensor de difusor, las cuales se hacen con equipos sensibles a la difusión de moléculas de agua. Así, es posible cartografiar las fibras de los axones que componen la materia blanca cerebral.
Otros métodos no invasivos para estudiar la función cerebral son la resonancia magnética funcional, electroencefalografía y magnetoencefalografía. Todas estas técnicas arrojan datos sobre la actividad eléctrica del cerebro en tiempo real.
Por otro lado, entre las técnicas invasivas están los electroencefalogramas intracraneales que permiten medir la actividad cerebral al ejecutar diferentes tareas. Por ejemplo, se puede usar este método para ver qué áreas del cerebro se activan cuando una persona piensa en sexo. En este escenario hipotético, dicha información podría servir para comprender mejor el comportamiento sexual humano.
Todos los datos del Proyecto Conectoma Humano son recopilados por diferentes instituciones involucradas en el proyecto. Tales como la Universidad de Harvard, Universidad de Washington en St. Louis, Universidad de Oxford, Universidad de Minnesota, Universidad de California Los Ángeles. Otro participante importante es el Hospital General de Massachusetts.
Siguiendo esta línea, la información recopilada está disponible para el dominio público en un sitio web de código abierto. Por lo tanto, cualquier persona interesada puede acceder y consultar los datos disponibles hasta la fecha. Por supuesto, se trata de información especializada dirigida principalmente a investigadores que tengan interés en usar sus datos.
Hallazgos destacados
Existen una gran cantidad de trabajos de investigación que se basa en los datos obtenidos por el Proyecto Conectoma Humano. Todos estos estudios permiten elaborar interpretaciones de la información conseguida para aclarar más diferentes aspectos de la estructura y función cerebral.
Por ejemplo, Zhang et al. (2018) publicaron un trabajo usando la base de datos del HCP. A través de la información disponible, lograron determinar que el género de un individuo puede predecirse de forma confiable mediante resonancia magnética funcional. Por lo tanto, el estudio sugiere que existen diferencias en la cognición social de las personas dependiendo de su género.
Otra investigación de Chung et al. (2023) sugiere que los genes juegan un rol significativo en la forma en que se conectan las neuronas. Por lo tanto, es muy probable que las redes neurales de una persona puedan ser heredadas. Así, quizá sería posible describir ciertas tendencias en el comportamiento de individuos que tienen lazos genéticos.
Estudios sobre enfermedades mentales
En los últimos años, diferentes proyectos derivados del HCP se crearon para comprender mejor distintas enfermedades mentales. Uno de ellos es el Proyecto Conectoma de la Enfermedad de Alzheimer que se enfocó en recopilar datos de individuos sanos y con demencia causada por Alzheimer. La meta final era desarrollar tecnología para diagnosticar la enfermedad de manera precisa en sus diferentes etapas.
Además de este, también surgieron proyectos enfocados en el estudio de la depresión, ansiedad, epilepsia y otros trastornos. Muchas investigaciones se han elaborado tomando como base la información arrojada por estos proyectos.
En conclusión, el Proyecto Conectoma Humano tiene una meta ambiciosa que podría cambiar por completo a las neurociencias. Hasta ahora, la evidencia conseguida ha sido de mucha utilidad en el desarrollo de muchos estudios sobre el cerebro y el comportamiento.
Referencias
- Chung, J., Bridgeford, E. W., Powell, M., & Vogelstein, J. T. (2023). Human Connectomes are Heritable. bioRxiv, 2023-04.
- Zhang, C., Dougherty, C. C., Baum, S. A., White, T., & Michael, A. M. (2018). Functional connectivity predicts gender: Evidence for gender differences in resting brain connectivity. Human brain mapping, 39(4), 1765-1776.