Un consorcio internacional de 150 científicos del proyecto MICrONS mapea en 3D por primera vez el cerebro de un mamífero

Un mapa de un milímetro cúbico de cerebro de ratón abre una nueva era para entender la inteligencia humana. Un equipo internacional de neurocientíficos ha cartografiado, por primera vez, un trozo de cerebro de ratón con un nivel de detalle sin precedentes, marcando un hito comparable al Proyecto Genoma Humano.

La revista Nature publica los avances del proyecto MICrONS que desvela en esta reconstrucción en 3D que en un milímetro cúbico del cerebro de un ratón se observa la actividad de más de 200.000 células. Constituídas en una red de cuatro kilómetros de axones, que producen 523 millones de sinapsis

Madrid, 14 abril 2025.- Un consorcio internacional de más de 150 científicos ha logrado un hito en la historia de la neurociencia: mapear un milímetro cúbico de corteza cerebral de un ratón, revelando una complejidad estructural asombrosa con más de 84.000 neuronas y más de 500 millones de sinapsis.

El estudio, publicado en la prestigiosa revista científica Nature, supone el mayor diagrama funcional y estructural jamás conseguido del cerebro de un mamífero.

El proyecto MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks)

Respaldado por la Iniciativa BRAIN de Estados Unidos, ha requerido siete años de trabajo coordinado entre instituciones como el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro, la Universidad de Princeton y la Facultad de Medicina de Baylor.

La región estudiada corresponde a una fracción de la corteza visual del ratón

Elegida por su analogía funcional con la corteza cerebral humana, considerada la sede de funciones cognitivas superiores como el lenguaje, la percepción o la toma de decisiones.

Un bosque neuronal bajo el microscopio

A pesar de su diminuto tamaño —equivalente a una semilla de chía—, este fragmento cerebral contiene más de cuatro kilómetros de cableado neuronal.

Los científicos describen el resultado como un “Google Maps del cerebro”, capaz de mostrar desde las autopistas neuronales hasta los más pequeños recovecos sinápticos.

La metodología ha combinado técnicas de microscopía electrónica con inteligencia artificial para reconstruir en 3D más de 25.000 secciones ultrafinas del tejido cerebral.

Avances revolucionarios: nuevas células y principios organizativos

Uno de los descubrimientos más impactantes del estudio ha sido el hallazgo de un nuevo principio de inhibición en el cerebro.

Hasta ahora se creía que las neuronas inhibidoras actuaban aleatoriamente para suprimir la actividad cerebral.

Sin embargo, este mapa ha demostrado que dichas células actúan de manera precisa y coordinada sobre neuronas excitatorias concretas, generando redes de cooperación.

Esto abre nuevas posibilidades para la comprensión de trastornos como el alzhéimer, el párkinson o el autismo.

Un paso hacia el futuro del cerebro humano y la inteligencia artificial

El volumen de datos generado asciende a 1,6 petabytes, el equivalente a 22 años de vídeo en alta definición.

Este caudal de información no solo permitirá seguir avanzando en la conectómica cerebral, la disciplina que estudia las conexiones neuronales.

Además, abre la puerta al desarrollo de modelos de inteligencia artificial más sofisticados, basados en las redes neuronales biológicas reales.

“Las enfermedades del cerebro son, en última instancia, el resultado de alteraciones en su estructura. Comprender esta arquitectura es fundamental para avanzar en su diagnóstico y tratamiento”,

Ha señalado Nuno da Costa, coautor del estudio.

Este estudio posiciona a la neurociencia en una nueva era

Aunque el objetivo final es lograr el mapeo completo del cerebro de un mamífero, este estudio marca el umbral actual de la tecnología y posiciona a la neurociencia en una nueva era.

“Este es solo el principio. Lo que viene es aún más prometedor”

Concluye el investigador Juan Lerma, del Instituto de Neurociencias CSIC-UMH.

El atlas cerebral del ratón ya está disponible en acceso libre a través del Explorador MICrONS, y se espera que sirva como base para investigaciones futuras que redefinan nuestra comprensión de la mente humana.

Ejemplo: Reconstrucción de una célula bipolar en el cerebro de un ratón

Esta imagen muestra una célula bipolar (en amarillo) conectada con otras neuronas (en magenta) dentro de la corteza visual de un ratón. Las células bipolares son un tipo de neurona intermediaria que transmite señales desde las neuronas sensoriales (como los fotorreceptores en el ojo) hacia otras células del sistema nervioso.

Gracias a proyectos como MICrONS, que combinan inteligencia artificial, microscopía de alta resolución y neurociencia, es posible mapear con un detalle sin precedentes las conexiones sinápticas entre miles de neuronas. Esta nueva cartografía del cerebro permite entender mejor cómo se procesan las percepciones, las emociones y los pensamientos.

Video en YouTube: David Berson sobre la conectómica retiniana a gran escala

La microscopía electrónica en serie está revolucionando nuestra comprensión de los circuitos sinápticos retinianos, el hardware de computación en la visión temprana. Ahora todo esto se puede hacer de forma mucho más rápida, flexible, colaborativa y a un coste menor que nunca.

David explica qué lo atrajo al análisis conectómico y cómo ha dado sus frutos. Analiza los diferentes modos de análisis, desde estudios específicos de células individuales hasta reconstrucciones a gran escala, y cómo el equipo ha abordado el análisis de conectividad en grandes volúmenes retinianos (~250 × 250 µm).

Destaca información clave de varios conjuntos de datos de retina de ratón, explora la intersección de la conectómica con enfoques funcionales y moleculares, y analiza los esfuerzos para desarrollar plataformas públicas para la corrección y el intercambio de datos en la comunidad, un área en la que WEBKNOSSOS ya está contribuyendo a proporcionar la infraestructura necesaria.