Neurociencia Cognitiva (1). El sue帽o de Cajal.

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Neurociencia B谩sica & Evolutiva

Blue Brain Project lo ha vuelto a hacer. Este mes pasado los investigadores de este equipo de investigaci贸n en neurociencias, puntero a nivel mundial, ha publicado los resultados de su 煤ltima l铆nea de trabajo centrada en la catalogaci贸n de las neuronas piramidales de la corteza cerebral, bas谩ndose en un algoritmo que se ha dedicado a diferenciarlas por su morfolog铆a y funcionalidad, como las de las dendritas basales y apicales caracter铆sticas de cada una de ellas, en cada una de las seis capas de la corteza cerebral siendo las dos 煤ltimas, L5 (ganglionar) y L6 (polim贸rfica), las que entra帽an m谩s complejidad y variedad.

Las neuronas piramidales son聽uno de los diferentes tipos de neuronas presentes en nuestro sistema nervioso. Se trata de uno de los tipos de neurona multipolar m谩s com煤n, suponiendo alrededor de un 80% de las neuronas de la corteza cerebral, y se encuentra entre las m谩s relevantes del organismo. Descubiertas por Santiago Ram贸n y Cajal, el nombre de este tipo de neurona hace referencia a la forma de su soma, de apariencia triangular o piramidal, y por lo general son consideradas neuronas de proyecci贸n. Es decir, act煤an enviando el mensaje a c茅lulas alejadas y separadas del 谩rea donde nacen.

Por esta raz贸n, una “clasificaci贸n morfol贸gica objetiva”, como ya predijo Cajal,聽 es esencial para una definici贸n consensual y coherente de los tipos de neuronas piramidales, y que adem谩s puede lograrse mediante un esquema supervisado o una clasificaci贸n no supervisada.聽La clasificaci贸n objetiva supervisada comienza a partir de la clasificaci贸n聽 propuesta por expertos neurobi贸logos, y verifica o refuta una agrupaci贸n propuesta basada en mediciones objetivas.聽Cuando la clasificaci贸n de expertos no puede ser apoyada por mediciones objetivas, se requiere un esquema de clasificaci贸n objetiva sin supervisi贸n.聽En este caso, el algoritmo que se dedica a catalogar comienza, a partir de una clasificaci贸n aleatoria, a reasignar las etiquetas a las c茅lulas piramidales bas谩ndose en mediciones objetivas, como el patr贸n de actividad 煤nico de las dendritas apicales, logrando una catalogaci贸n de hasta 17 tipos de c茅lulas piramidales distintas.

Para realizar una clasificaci贸n objetiva, las morfolog铆as neuronales deben codificarse en un formato digital.聽La reconstrucci贸n digital en 3D de una neurona codifica la trayectoria (en聽coordenadas聽XYZ聽) y el grosor de cada rama dentro de su morfolog铆a y permite el an谩lisis morfol贸gico consistente de su estructura.聽La morfometr铆a est谩ndar (como la longitud de la secci贸n, los 谩ngulos de bifurcaci贸n, etc.)聽que se utiliza com煤nmente como medici贸n de entrada para la clasificaci贸n objetiva, se centra en diferentes aspectos locales de la morfolog铆a neuronal y, por lo tanto, deben usarse en combinaci贸n con otras mediciones morfol贸gicas.

La selecci贸n apropiada de caracter铆sticas es importante para identificar aquellas que son indicativas de diferencias entre en forma, funci贸n o patr贸n de actividad, y pueden generalizarse en diferentes regiones cerebrales.聽Sin embargo, la selecci贸n de caracter铆sticas es a menudo subjetiva y los conjuntos de caracter铆sticas propuestos por diferentes expertos a menudo son inconsistentes, y ah铆 entra el algoritmo. El TMD,聽algoritmo Descriptor de Morfolog铆a Topol贸gica,聽 genera un c贸digo de barras a partir de un 谩rbol neuronal, uniendo la topolog铆a de la estructura de ramificaci贸n con su geometr铆a y, por lo tanto, codifica la forma general del 谩rbol en un solo descriptor caracter铆stico. El objetivo de este m茅todo es hacer que la clasificaci贸n morfol贸gica sea consistente, sencilla e independiente de la agrupaci贸n manual y subjetiva, evitando el sesgo por聽inspecci贸n visual de las c茅lulas.

Este m茅todo proporciona un descriptor universal del bosque neuronal que se puede usar para describir sistem谩ticamente en el estudio y clasificaci贸n de todos los tipos de c茅lulas cerebrales, incluidas las c茅lulas del cerebro incluyendo las gliales, que intervienen activamente tambi茅n en el procesamiento cerebral de la informaci贸n.聽Seg煤n el l铆der de este proyecto, el c茅lebre neurocient铆fico israel铆 Henry Markram, gracias a esto podremos elaborar un cat谩logo formal, principalmente para todos los tipos de c茅lulas nerviosas, con el papel que desempe帽a cada una en las diferentes etiolog铆as de corte neurol贸gico, toda una proeza en el campo de las neurociencias y sus aplicaciones m茅dicas. Es el sue帽o de Cajal, el de descubrir sus tipos o al menos agruparlos pues, no en vano, sab铆a que por su belleza y su complejidad eran las mariposas del alma.

[Para m谩s info, clickea aqu铆]

Referencia

Objective Morphological Classification of Neocortical Pyramidal Cells. Lida Kanari聽 et al. Cerebral Cortex, Volume 29, Issue 4, April 2019, Pages 1719鈥1735.

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