Viernes 23 de febrero, 2024

CIENCIA | 17-10-2023 06:56

El proyecto para crear un modelo computacional del cerebro llega a su fin

Tras invertir 607 millones de euros la Unión Europea dió por terminado el Proyecto Cerebro Humano. No se pudo hacer. Los logros, las críticas.

"La gran paradoja del cerebro es que todo lo que sabemos sobre el mundo proviene de un órgano que nunca lo ha visto. Existe en silencio y oscuridad, como un prisionero en un calabozo. No tiene receptores de dolor ni sentimientos, literalmente. Nunca sintió el cálido calor del sol ni el frescor de una brisa. Para tu cerebro, el mundo no es más que un torrente de impulsos eléctricos, como señales de código Morse”, escribió el periodista Bill Bryson, en “Cuerpo: una guía para usuarios”. Aunque el cerebro representa sólo el dos por ciento del peso corporal de un ser humano, precisa tomar, para funcionar, el veinte por ciento de su energía.

A pedido de Bryson, científicos de la Universidad de Durham (en Inglaterra) realizaron algunos cálculos: un pequeño trozo de corteza cerebral de un milímetro cúbico (el tamaño de un grano de arena) puede contener dos mil terabytes de información, cantidad suficiente para almacenar todas las películas jamás realizadas o 1.200 millones de libros de 400 páginas cada uno. Y esto es apenas un mínimo dato para dar idea de lo que es nuestro cerebro, que durante diez años fue el eje de un seguimiento científico minucioso: el Proyecto Cerebro Humano (HBP), lanzado en 2013 por institutos y universidades de Europa.

“El Proyecto Cerebro Humano creará la instalación experimental más grande del mundo para desarrollar el modelo más detallado del cerebro, para estudiar cómo funciona el cerebro humano y, en última instancia, para desarrollar un tratamiento personalizado de enfermedades neurológicas y relacionadas”, prometía el entusiasta comunicado oficial.

HBP 2013.

Era la década del cerebro, el momento de la neurociencia, ese período en el que libros científicos basados y profundos se mezclaban en las librerías con escritos aromatizados con recetas para “pensar mejor”. La gran mayoría de los títulos de las obras incluían la palabra “cerebro” y muchos adverbios terminados en “mente”. Una década después, y tras el aporte de 607 millones de euros liberados en cuatro etapas, la Unión Europea decidió que el HBP llegue a su fin. Un ambicioso plan que aportó modelos virtuales y simulaciones cerebrales, y que al mismo tiempo enfrenta acusaciones por supuesta mala gestión y falta de visión.

Los objetivos

En el año 2009, el neurocientífico Henry Markram dio una charla TED. "Nuestra misión es construir un modelo informático detallado y realista del cerebro humano", afirmó por entonces. ¿Las razones esgrimidas? Que comprender el cerebro humano resultaba esencial para desenvolverse en la sociedad; que experimentar con cerebros de animales es una acción limitada y no permitiría a los científicos comprender en toda su dimensión cómo son y cómo funcionan los cerebros humanos; y que no había por entonces medicamentos lo suficientemente eficientes para los trastornos mentales.

Poco después, en 2013, comenzaba el Proyecto Cerebro Humano, financiado por la Unión Europea, con la meta final de simular la totalidad del cerebro humano, neurona por neurona, en una súper computadora para fines del año 2023 (es decir, crear una réplica virtual del mismo). Más de 500 investigadores de 123 instituciones científicas de 16 países fueron contratados para lograrlo. El objetivo principal no pudo cumplirse, aunque sí se concretaron otros hallazgos, y el proyecto ayudó a avanzar la neurociencia más de lo que algunos expertos incrédulos esperaban (el proyecto tuvo fuertes críticas desde sus inicios, no fueron pocos los científicos que consideraban que un mapeado del cerebro era algo limitado y sesgado), específicamente en el área de simulaciones cerebrales y modelos virtuales.

Circuitos neuronales.

Mediante un enfoque interdisciplinario que combina tecnología, como la inteligencia artificial y simulaciones digitales, con la neurociencia, el HBP trabajó para obtener una comprensión más profunda de la complicada estructura y funciones del cerebro humano, lo que en algunos casos condujo a tratamientos novedosos para ciertos trastornos cerebrales. Los mapas virtuales y las simulaciones que varios equipos de HBP crearon a través de datos de imágenes cerebrales facilitan actualmente a los neurocientíficos comprender el desarrollo y las funciones del cerebro. Los equipos publicaron estos modelos en la plataforma onlíne EBRAINS del HBP, una de las primeras en ofrecer acceso a dichos datos a especialistas de todo el mundo a través de un sitio de código abierto.

Los logros y las faltas

Un atlas virtual consolida el mapeo microscópico, anatómico y funcional de 200 regiones del cerebro. Los modelos digitales creados permiten comprender procesos como la memoria, y enfermedades como la epilepsia, desarrollar implantes cerebrales para tratar la ceguera y para avanzar en tratamientos para diversas afecciones cerebrales. Un grupo de investigadores utilizó el atlas y herramientas computacionales para desarrollar programas de estimulación de actividades específicas que permitieron a pacientes parapléjicos volver a moverse. Otro estudio analizó simulaciones del mal de Alzheimer en el cerebro para comprender cómo evoluciona con el tiempo.

Tener un modelo virtual del cerebro humano permite simular millones de experimentos bajo una diversidad de condiciones muy distintas entre sí. Y emplear simulaciones también da la opción a científicos y médicos de ahorrar en tiempo y dinero al momento de diagnosticar y tratar a un paciente con desórdenes cerebrales.

Sin embargo, no son pocos los expertos que creen que es demasiado pronto para decir si las simulaciones cerebrales podrían cambiar los tratamientos para una enfermedad, por ejemplo, como la epilepsia. Piensan que todavía no es factible establecer un vínculo claro entre las distintas áreas de proyectos de HBP y la atención a los pacientes.
El proyecto enfrentó críticas referidas a su administración desde casi el principio, a punto tal que tres años después de iniciado 150 neurocientíficos pidieron que la enorme cantidad de recursos del proyecto dejara de estar en manos del puñado de investigadores que estaban al frente de la dirección del proyecto.

Científicos del HBP.

Pero otros desafíos se relacionaron estrictamente con lo científico, y es que siguen siendo difíciles de superar incluso con simulaciones por computadora. Y es que el objeto de investigación dista mucho de ser sencillo: el cerebro humano tiene aproximadamente 86 mil millones de neuronas, interconectadas por hasta 100 billones de sinapsis. Más que el número total de estrellas en nuestra galaxia. Hay más de 100 tipos diferentes de células, un sistema inmunológico propio y conexiones que se reorganizan con cada experiencia de aprendizaje, cada ejercicio, cada noche de sueño.

Aún conociendo las áreas principales del cerebro, como la corteza cerebral, el cerebelo, el hipotálamo, el tálamo, el lóbulo frontal, el lóbulo occipital, el lóbulo temporal, el lóbulo parietal, la amígdala, el hipocampo y el bulbo raquídeo, todavía se está lejos de comprenderlo. ¿Cómo se organiza el cerebro en un nivel más profundo que incluye patrones y relaciones de expresión celular, molecular y genética? El cerebro no vive aislado, en una burbuja de vacío, sino integrado en un cuerpo, un organismo, una persona, que aporta particularidades, cualidades propias y únicas. ¿Cómo funciona ese todo, ese conglomerado de conexiones neuronales y células? Es una pregunta sin una auténtica respuesta.

En el corazón, los tres mil millones de células se contraen con cada disparo eléctrico para bombear sangre; en los riñones, pequeños capilares filtran el plasma para eliminar toxinas; en el sistema inmune, las células de defensa esperan a que lo desconocido dispare un torrente de anticuerpos. ¿Cómo se genera la actividad bioquímica en las neuronas, pensamientos y conciencia? Esto todavía es una incógnita.

Mientras tanto, grandes proyectos cerebrales se lanzaron o se pusieron en marcha en otros lugares. Estados Unidos y Japón lanzaron sus iniciativas casi al mismo tiempo que el HBP; el primero continuará hasta 2026 y el segundo espera funcionar durante un total de 15 años. El proyecto cerebral de China comenzó en 2021, y los proyectos de Australia y Corea del Sur ya van por su séptimo año.

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Andrea Gentil

Andrea Gentil

Editora de Ciencia, Medicina y Tecnología. Coordinadora carrera de Comunicación Digital, UNaB.

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