El connectoma: la clau del funcionament del cervell.

El connectoma i l’evolució del cervell

El cervell, entre 1130 i 1275 cm3 de sang i teixit. Aparentment similar a la resta de l’organisme, però la sofisticació de les connexions neuronals desbanca el nivell d’organització de qualsevol altre òrgan. L’assemblatge únic del cervell fa possible processar informació, prendre decisions, dur accions a terme, prendre consciència, sentir i pensar. És per això que la ciència (concretament la neurociència) cerca la clau del seu funcionament: el connectoma. Entendre’l pot suposar reparar-lo però també incidir en l’evolució del cervell.

¿Què és el connectoma?

El connectoma és el mapa de les connexions neuronals d’un cervell. L’humà té de mitjana 80 milions de neurones. Una xifra aclaparadora, però que esdevé minúscula al comparar-la amb el nombre de connexions que aquestes cèl·lules cerebrals arriben a establir entre elles. I és que cadascuna connecta fins amb un miler d’altres neurones, fent possible el funcionament de tot el cos.

El connectoma és el mapa de les connexions neuronals d'un cervell
El connectoma és el mapa de les connexions neuronals d’un cervell.

L’anatomia comparada entre individus de diferents espècies informa de què el volum del cervell i l’abundància de cèl·lules a l’escorça cerebral són identificadors de dotacions cognitives. Si entenem la intel·ligència com la capacitat d’adoptar noves conductes en diferents situacions per resoldre problemes, només algunes espècies despunten com a éssers intel·ligents. En aquest selecte grup ens trobem els humans i els mamífers, també els pops i alguns peixos, insectes socials com les abelles i algunes aus com els lloros o els corbs. Totes aquestes espècies destaquen per tenir regions cerebrals compactes i especialment interconnectades.

El Projecte del Connectoma Humà

Desxifrar els milers de connexions dels milions de neurones sembla encara una missió impossible. Tanmateix, el Projecte del Connectoma Humà va néixer el 2009 amb aquest objectiu. S’ha iniciat fent ús de la ressonància magnètica per detectar les fibres nervioses que dibuixen el cablejat de les neurones. Les dades recollides de 210 persones han estat analitzades a través d’algoritmes d’aprenentatge automàtic.

A data d’avui, el Projecte del Connectoma Humà ha permès identificar 180 zones de l’escorça cerebral, la meitat d’elles desconegudes.

Reconstrucció d'una part del connectoma humà. Mesures amb ressonància magnètica.
Reconstrucció d’una part del connectoma humà. Mesures amb ressonància magnètica.
Autors: Alexander A. L. et al.

Arribar a reconstruir tot el connectoma humà encara requereix d’una gran inversió, sobretot en innovació tecnològica. Però ja semblava impossible seqüenciar el genoma humà i el 2003 ho vam aconseguir després de 13 anys de treball, amb una inversió de gairebé 3000 milions de dòlars. Avui en dia en canvi, es pot seqüenciar el genoma d’una persona en poques hores per uns 600€.

Possibilitats en biomedicina

Imatge que il·lustra el connectoma sortint del cervell humà.
Imatge que il·lustra el connectoma sortint del cervell humà.
Autora: LawrenceLeeArt

L’estudi del connectoma pot desvelar els mecanismes rere pensament, consciència, intuïció o altres incògnites de la nostra conducta. Sembla tant impossible com semblava desxifrar la molècula de l’amor, que ara s’associa a l’oxitocina. D’altra banda, el connectoma pot revelar informació molt valuosa de cara a malalties neurològiques, tant degeneratives com l’Alzheimer, desordres com l’esquizofrènia o traumatismes deguts a accidents. Actualment es diagnostiquen incomptables malalties cerebrals, que afecten centenars de milions de persones en tot el món, contra les quals ens manquen armes i escuts.

Més enllà de la biomedicina, la biotecnologia aposta fort. Un mapa de les connexions cerebrals ofereix tantes possibilitats com dilemes morals. A més a més de guarir el sistema nerviós, podrem també millorar-lo? allargar-li la vida? o fins i tot, construir cervells artificials?

Connectoma 2.0: connexions entre la vida orgànica i la inorgànica

Les adaptacions darwinianes triguen centenars i milers d’anys en establir-se. En les últimes dècades però, els humans estem canviant tant el món que ens envolta com a nosaltres mateixos. Fins i tot es parla d’una nova era marcada per l’acció de l’ésser humà: l’Antropocè. Cadires de rodes, exosquelets, pròtesis, microimplants,… no és difícil imaginar una evolució inorgànica de la nostra espècie. El cervell no queda exempt de millores i alguns implants cerebrals ja han resultat exitosos.

Imatge que il·lustra l'evolució inorgànica del connectoma humà.
Imatge que il·lustra l’evolució inorgànica del connectoma humà.
Autor: aytuguluturk

En 2017 Elon Musk va crear l’empresa Neuralink per tal d’establir el que ha batejat com “cordó umbilical” per interaccionar amb les sinapsis cerebrals. A través de connexions amb els nervis de l’oïda (implant coclear), ha aconseguit recuperar l’audició de persones sordes per lesió cerebral. Aquest implant es connecta a una zona molt superficial del cervell, però Neuralink treballa per desenvolupar un cordó neuronal integrat amb teixit cerebral més profund.

“Estem desenvolupant una interfície entre cervells orgànics i processadors inorgànics”

Elon Musk, fundador de Neuralink

Altres investigacions ja connecten neurones cultivades al laboratori a microprocessadors informàtics, amb l’objectiu de descodificar la informació continguda en els impulsos nerviosos. Es podrien connectar també les neurones de cervells reals? Els teixits vius normalment rebutgen els implants artificials però el gran problema és que encara sabem ben poc de com codificar la informació de forma que el cervell la pugui entendre. Però ei! Qui hagués pensat que descobriríem el codi genètic?

Potser que un dia, un “cordó umbilical” resulti essencial per comunicar-nos amb intel·ligències artificials que construïm i sobrepassin les nostres capacitats.

Compartir

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *