Un equipo de investigadores ha desarrollado una nueva técnica llamada Connectome-seq, la cual permite mapear el cableado cerebral mediante la asignación de códigos de barras de ARN únicos a cada neurona. Este método permite a los científicos identificar conexiones entre células cerebrales con una precisión de sinapsis individual, ofreciendo una alternativa más rápida y escalable que las técnicas de imagen tradicionales.
El mapeo cerebral convencional suele requerir seccionar el tejido en láminas delgadas y rastrear manualmente las vías bajo un microscopio. Por el contrario, este nuevo enfoque trata la conectividad cerebral como un problema de secuenciación, rastreando cómo las etiquetas moleculares se encuentran en la sinapsis para revelar vínculos neuronales directos.
“Al diseñar una computadora, necesitas conocer los circuitos de la unidad central de procesamiento”, explicó Boxuan Zhao, líder del estudio y profesor de biología celular y del desarrollo en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. “Si no sabes cómo está todo conectado, no puedes entender su funcionamiento, optimizarlo ni repararlo cuando algo falla”.
Descubriendo nuevas vías neuronales
El equipo puso a prueba la plataforma en el circuito pontocerebeloso de ratones, logrando mapear más de 1,000 neuronas. El análisis reveló patrones de conectividad previamente desconocidos, incluyendo vínculos directos entre tipos de células que, hasta ahora, no se creía que se comunicaran en cerebros adultos.
Zhao describe el proceso comparando las neuronas con globos atados en una intersección. Al cortar los “nudos” donde se encuentran las sinapsis y secuenciar los códigos de barras hallados en ellos, los investigadores pueden determinar con exactitud qué células están conectadas.
Esta capacidad de alto rendimiento podría resultar vital para el estudio de trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer. Al comparar los mapas neuronales de cerebros sanos con los afectados por la enfermedad, los investigadores esperan identificar cambios tempranos en la arquitectura de los circuitos antes de que se manifiesten los síntomas físicos.
“Podríamos observar dónde cambian las conexiones y cuáles son las partes más vulnerables del cerebro, quizás incluso antes de que aparezcan los síntomas”, señaló Zhao. “Si logramos identificar exactamente dónde se encuentra el eslabón débil que desencadena toda la cascada catastrófica en la enfermedad de Alzheimer, ¿podríamos fortalecer específicamente esas conexiones para que la enfermedad se ralentice o no progrese?”.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Methods. Actualmente, Zhao y su equipo trabajan en mejorar la plataforma con el objetivo de lograr, eventualmente, el mapeo del cerebro completo de un ratón.
