Cierra tus ojos. ¿Que ves? Las imágenes que se forman son parte de un paisaje mental consciente. Pero cómo el cerebro procesa el mundo que te rodea sigue siendo un misterio para la ciencia.
En el pasado, descubrir las complejidades de cómo el cerebro humano da sentido a la información visual era casi imposible. No fue hasta hace poco que los científicos pudieron observar directamente las neuronas individuales en el trabajo. Ahora, el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro en Seattle está lanzando el Observatorio del Cerebro de Allen para usar esta nueva tecnología para investigar la cognición de una manera inusual: hacen que los ratones vean películas.
El proyecto involucra a 25 ratones de laboratorio que están diseñados genéticamente para que sus neuronas se iluminen cuando se disparan, informa Arlene Weintraub en Forbes . Cada ratón también tenía una pequeña ventana implantada en su cabeza para que los investigadores pudieran observar las neuronas fluorescentes en su corteza visual.
Los roedores corrieron en una cinta mientras miraban un clip de la apertura de 1958 Touch of Evil de Orson Welles . Cuando las imágenes aparecieron en la pantalla frente a ellas, los investigadores registraron su actividad cerebral con un microscopio de dos fotones.
Aunque esto puede parecer una opción inusual para el estudio, según Jon Hamilton en NPR, la escena de apertura de tres minutos de esta película de culto clásico parece que fue hecha a medida para el estudio. "Es en blanco y negro y tiene buenos contrastes y tiene una posibilidad remota sin muchas interrupciones", explica Christof Koch, director científico del Instituto Allen.
La película parecía ser un éxito con los ratones. R. Clay Reid, investigador principal del proyecto, le dice a Weintraub que las 18, 000 neuronas monitoreadas se iluminaron. "Durante el transcurso de la película, las neuronas respondieron a diferentes partes en diferentes momentos y de maneras interesantes", dice. "Fue bastante notable lo variadas que fueron las respuestas de diferentes neuronas a estos estímulos".
El microscopio registró cuándo se disparó una neurona y su intensidad. La correlación de esos datos con la imagen en la pantalla permitió a los investigadores mapear la función de cada neurona. Por ejemplo, algunas neuronas solo se activaron cuando aparecieron líneas verticales en la pantalla. Otros se encendieron cuando la cámara se movió. Los investigadores también realizaron varios otros experimentos, como mostrar a los ratones imágenes de insectos o animales e imágenes de barras en blanco y negro, y registrar cómo respondieron las neuronas. El proyecto tomó cuatro años e involucró 360 sesiones experimentales, produciendo 30 terabytes de datos, informa Helen Shen en Nature .
La investigación ya ha revelado algunos patrones inusuales, informa Brendan Cole en Wired . Las mismas neuronas que se activan cuando los ratones miran una foto de una mariposa, por ejemplo, también se iluminaron cuando la cámara se movió durante la película. No se sabe exactamente por qué, pero los investigadores de Allen esperan que la comunidad científica más amplia los ayude a resolverlo.
Es por eso que lanzaron públicamente el conjunto de datos como parte del Allen Brain Atlas de código abierto. Ese proyecto ha albergado varios datos sobre ratones y cerebros humanos desde 2006 y es parte del ambicioso proyecto de medio billón de dólares del cofundador de Microsoft Paul Allen para mapear el cerebro humano.
"Esto es básicamente una bonanza", le dice a Shen el neurocientífico computacional Steven Zucker de la Universidad de Yale. "Es como si alguien abriera la puerta al laboratorio de neurociencia más grande del mundo para teóricos de todo el mundo y dijera: 'Entra y juega con nuestros datos'".
Esas 18, 000 neuronas son solo un comienzo muy pequeño. "Para cuando hayamos terminado, será un conjunto de datos enciclopédico tan completo que está en línea y que los científicos pueden compartir y usar como punto de partida", dice Reid a Weintraub. El siguiente paso es expandir el trabajo para monitorear a los ratones mientras realizan otras tareas. Aún no se sabe si eso incluirá llevarlos de vuelta al cine.
