Cerrando la brecha: por qué es importante un mapa cerebral entre especies
La mayor parte de la investigación en neurociencia se basa en ratones, pero los hallazgos de los cerebros de ratón a menudo no se traducen a los humanos. Esta desconexión es un obstáculo importante para desarrollar tratamientos para trastornos neurológicos y psiquiátricos. Para cerrar esta brecha, los científicos han recurrido a los titíes, una especie de primate que comparte más similitudes cerebrales con los humanos. Sin embargo, comparar cerebros entre especies se ha visto obstaculizado por un problema fundamental: los diferentes atlas cerebrales dividen el cerebro en regiones de manera inconsistente, lo que dificulta saber qué parte de un cerebro corresponde a una región en otro.
Ahora, un equipo liderado por el profesor Partha Mitra en el Laboratorio Cold Spring Harbor ha creado el primer mapa cerebral entre especies que vincula sistemáticamente las regiones del cerebro de ratón y tití. Publicado en Communications Biology, este trabajo proporciona una herramienta crítica para traducir los hallazgos de la neurociencia de roedores a primates, lo que podría acelerar la investigación médica.
El problema del huevo y la gallina en el mapeo cerebral
Comparar genomas entre especies es relativamente sencillo: las secuencias de ADN se alinean letra por letra. Pero los circuitos cerebrales son mucho más complejos y varían incluso dentro de una misma especie. Diferentes equipos de investigación han construido sus propios atlas cerebrales, cada uno dividiendo el cerebro del ratón de manera diferente. Esta falta de estandarización crea un problema de huevo y gallina: para comparar cerebros, los científicos necesitan saber qué regiones coinciden, pero los atlas no se ponen de acuerdo sobre esos mismos límites.
El equipo de Mitra notó que los expertos a menudo discuten sobre cómo agrupar estructuras pequeñas en otras más grandes. Por ejemplo, algunos atlas agrupan varias regiones cerebrales en una sola estructura subcortical llamada amígdala, mientras que otros no reconocen esta superestructura y en su lugar asignan esas regiones a la corteza cerebral. Tales discrepancias hacen casi imposible comparar datos entre estudios o especies.
Un enfoque a nivel de hoja
A pesar de estos desacuerdos, los investigadores encontraron un terreno común inesperado: la mayoría de los atlas coinciden en los fragmentos más pequeños identificables del cerebro, conocidos como 'regiones a nivel de hoja'. Estas son las subdivisiones más granulares, similares a ciudades individuales en un mapa. El equipo de Mitra aprovechó este consenso al primero emparejar las regiones a nivel de hoja entre ratones y titíes, y luego construir la imagen más grande a partir de ahí.
'Piensa en estados y ciudades', explica Mitra. 'Los límites de los estados pueden cambiar, pero en el nivel más bajo, la gente tiende a estar de acuerdo sobre las ciudades. La ciudad de Nueva York podría llamarse Nueva York en un atlas y Nueva Ámsterdam en otro, pero todos al menos están de acuerdo en que existe una ciudad allí'.
Al centrarse en estas regiones a nivel de hoja, el equipo creó un mapa de correspondencia confiable que trasciende las inconsistencias de las agrupaciones de nivel superior.
Implicaciones para la investigación médica
Este mapa entre especies es un paso significativo para la neurociencia traslacional. Los titíes se utilizan cada vez más como modelo para trastornos cerebrales humanos porque comparten más similitudes genéticas y anatómicas con los humanos que los ratones. Sin embargo, sin una forma sistemática de comparar los cerebros de tití y ratón, ha sido un desafío aplicar el vasto cuerpo de investigación en ratones a modelos de primates.
Con este nuevo mapa, los investigadores ahora pueden alinear los hallazgos de estudios en ratones con regiones específicas del cerebro de tití, lo que permite comparaciones más precisas y mejores predicciones de cómo los tratamientos podrían funcionar en humanos. Esto podría acelerar el desarrollo de terapias para enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y trastornos de salud mental.
Superando el 'problema difícil'
Mitra reconoce que este tipo de trabajo a menudo se pasa por alto porque es difícil y carece del glamour de los descubrimientos de alto perfil. 'Es el tipo de problema que nadie quiere abordar, porque es difícil', dice. Pero esta investigación fundamental es esencial para la integridad de la neurociencia.
El enfoque del equipo también ofrece una plantilla para crear mapas similares en otras especies, lo que potencialmente conduciría a una comprensión más unificada de la evolución y función del cerebro.
Direcciones futuras
El mapa actual se centra en el ratón y el tití, pero la metodología podría extenderse a otros organismos modelo, incluidos ratas, peces cebra e incluso primates no humanos como los macacos. A medida que se desarrollen más atlas cerebrales con definiciones estandarizadas a nivel de hoja, las comparaciones entre especies serán más sólidas.
A largo plazo, este trabajo podría ayudar a los investigadores a identificar qué circuitos cerebrales están conservados entre especies y cuáles son únicos de los primates, arrojando luz sobre la base neuronal de la cognición y la enfermedad humanas.
Conclusión
Al resolver el problema del huevo y la gallina del mapeo cerebral, Mitra y sus colegas han proporcionado una herramienta poderosa para la neurociencia. Este mapa entre especies no solo fortalece la validez de los modelos animales en la investigación médica, sino que también allana el camino para una traducción más efectiva de la ciencia básica a aplicaciones clínicas. A medida que el campo avanza, estos recursos fundamentales serán invaluables en la búsqueda para comprender y tratar los trastornos cerebrales.
Este artículo se basa en un reportaje de Medical Xpress. Lea el artículo original.
Originally published on medicalxpress.com
