Científicos realizan una reconstrucción del cerebro humano en ultra alta resolución en 3-D

26/06/2013 - E.P.

La nueva herramienta está a libre disposición de la comunidad científica en general para avanzar en el campo de la neurociencia

Investigadores de Alemania y Canadá han realizado una reconstrucción digital en tres dimensiones (3-D) de un cerebro humano completo, llamado BigBrain, que muestra por primera vez la anatomía del cerebro en detalle microscópico, a una resolución espacial de 20 micras.,
Los sofisticados métodos modernos de procesamiento de imágenes revelan una visión sin precedentes de los muy finos detalles de la microestructura del cerebro humano o el nivel celular. La herramienta anatómica, que se describe en la revista Science, permitirá de forma citoarquitectónica el mapeo tridimensional del cerebro humano y servir como un atlas para los pequeños datos de circuitos celulares, capas o subcapas individuales de la corteza cerebral, explicaron los investigadores.
El proyecto "ha sido una vuelta de tuerca para montar imágenes de más de 7.400 cortes histológicos individuales, cada uno con sus propias deformaciones, roturas y desgarros, en un volumen de 3-D coherente", dijo el autor principal, el doctor Alan Evans, profesor en el Instituto de Neurología de Montreal en la Universidad McGill en Montreal, Canadá. "Este conjunto de datos permite por primera vez una exploración 3-D de la anatomía humana citoarquitectónica", añade.
Secciones finas de un cerebro humano de una mujer de 65 años de edad, que se incrustó en cera de parafina, se cortaron con una herramienta de gran escala especial llamada microtomo. A continuación, las secciones histológicas de espesor de 20 micrómetros se montaron en portaobjetos, teñidas para detectar las estructuras celulares y, finalmente, digitalizadas con un escáner de alta resolución de superficie plana para reconstruir el modelo de cerebro en alta resolución 3-D. Tomar los datos les costó cerca de mil horas y las imágenes resultantes revelan diferencias en el patrón laminar entre las áreas del cerebro.
El nuevo cerebro de referencia, que es parte del Proyecto Europeo del Cerebro Humano, sirve como una herramienta de gran alcance para facilitar la investigación neurocientífica y "redefine mapas tradicionales de principios del siglo XX", explicó el autor principal, el doctor Katrin Amunts, del Centro de Investigación de Jülich y director del Instituto Cecile y Oskar Vogt para la Investigación del Cerebro en la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf, en Alemania.
"Tenemos la intención de repetir este proceso en una muestra de cerebro para que podamos cuantificar la variabilidad citoarquitectónica", dijo Evans. "También vamos a integrar este conjunto de datos con mapas de alta resolución de la conectividad de la materia blanca en el cerebro post-mortem. Esto nos permitirá explorar la relación entre microanatomía cortical y la conectividad de la fibra", agregó Amunts.