Hasta ahora, tener un mapa detallado de los contactos o sinapsis entre las neuronas era un reto inabordable, pero los científicos creen que ha llegado el momento de poner manos a la obra y parecen dispuestos a conquistar una de las últimas fronteras de la biomedicina: el conectoma humano.

El Proyecto del Conectoma Humano es comparable en muchos aspectos con el del genoma humano, que comenzó a finales de la década de los ochenta y tardó en completarse casi 15 años. Así como el objetivo de la iniciativa del genoma era descifrar la secuencia de 3 millardos de letras o pares de bases del ADN humano, el del proyecto del conectoma es conocer con detalle todos los circuitos del cerebro y sus sinapsis.

El desafío de los neurocientíficos es, sin duda, de mayor complejidad que el de los genetistas porque, entre otras cosas, el volumen de datos que deben manejar es muy superior. Pero hay algo que tienen en común: el éxito de ambas empresas es inimaginable sin la tecnología apropiada y la cooperación internacional.

Con la tecnología actual, la secuenciación de un genoma es algo muy sencillo. Parece mentira que hace sólo unos años hicieran falta miles de técnicos e investigadores para lograr el primer esbozo del genoma humano. Pronto se podrá secuenciar todos los genes de una persona en pocas semanas y por poco más de 1.500 dólares. Con el mapa del cerebro quizá ocurra algo parecido en el futuro. El paso que han dado los neurocientíficos es el de empezar a creer que el reto del conectoma es posible. Y lo han dado porque ahora disponen de microscopios adecuados y otras herramientas para acometer el proyecto.

A corto plazo. La carrera del conectoma empezó oficialmente el 14 de julio. Ese día, el Departamento de Salud del Gobierno de Estados Unidos lanzó el Proyecto del Conectoma Humano, dotado con 31 millones de dólares para los próximos 5 años. El objetivo del programa es utilizar las nuevas tecnologías de neuroimagen para elaborar un mapa de los circuitos del cerebro humano sano. Los científicos definen actualmente las líneas maestras de sus investigaciones. La evaluación y aprobación de los trabajos que se reciban en los próximos meses se realizará en 2010.

Al margen de este programa del Gobierno de Estados Unidos, en los últimos años han empezado a tomar cuerpo otros proyectos internacionales que apuntan en la misma dirección. El más ambicioso es probablemente el denominado Blue Brain (Cerebro Azul), un trabajo definido en 2008 a escala mundial para estudiar la estructura neuroanatómica y funcional del cerebro de los mamíferos y poder hacer simulaciones en ordenador que ayuden a entender cómo funciona tanto el cerebro sano como el enfermo. La idea del Blue Brain es que en ese proyecto se incorporen más y más centros de investigación de todo el mundo, para trabajar como un único laboratorio multidisciplinario.

«Los neurocientíficos hemos venido trabajando de forma muy descoordinada, pero nos hemos dado cuenta de que sólo si unimos nuestras fuerzas y trabajamos juntos y con objetivos concretos comunes, podremos empezar a entender el diseño estructural y funcional del cerebro. Además, seremos más efectivos a la hora de encontrar soluciones para los problemas de salud mental y las enfermedades neurodegenerativas», sostiene Javier de Felipe, neuroanatomista del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, en Madrid, y coordinador del proyecto español integrado en el Blue Brain.

La última caja negra. Si algo tienen claro los científicos es que el abordaje del cerebro es sumamente complicado. Por eso, a pesar de los avances de décadas recientes, sigue siendo prácticamente una caja negra. Para empezar a hacer hipótesis bien fundamentadas sobre su funcionamiento normal y sobre las alteraciones que puede haber en los circuitos cuando aparece una enfermedad, los investigadores necesitan de forma imperiosa visualizar cómo son los circuitos neuronales.

La depresión, la epilepsia, el alzheimer y tantas otras enfermedades presentan alteraciones en los circuitos, que son desconocidas.

Uno de los primeros pasos que hay que dar es conocer la estructura de una columna neuronal, considerada como la unidad estructural y funcional básica del cerebro. Una columna neuronal viene a ser como un cilindro de un cuarto de milímetro de diámetro y una altura de entre 1,5 y 4,5 milímetros, que es el espesor de la corteza cerebral. En el cerebro humano puede haber 50 millones de columnas, y en cada una de ellas, cerca de 60.000 neuronas.

Pero todos esos datos son estimaciones. Hasta ahora nadie ha conseguido reconstruir una columna en su totalidad, saber exactamente cuántas y qué tipos de neuronas tiene, sus sinapsis, sus vasos sanguíneos y demás elementos.

La iniciativa Cajal Blue Brain, en la que participan siete equipos de diversos centros españoles, se va a encargar, entre otras cosas, de estudiar la organización anatómica y funcional de una columna cortical de rata. El objetivo es conocer este bosque de, aproximadamente, 8.000 a 10.000 árboles (neuronas) entrelazados por infinidad de lianas (conexiones sinápticas). «Esperamos poder lograrlo antes de cinco años. Seríamos los primeros en tener la estructura completa de una columna», afirma De Felipe. Con esta información se podría estudiar en la computadora el funcionamiento de la corteza cerebral. Entre otras cosas, se simularía la acción de fármacos y cómo se alteran los circuitos en afecciones como la enfermedad de alzheimer y otras.