Redacción.- Un
modelo de Inteligencia Artificial (IA) diseñado por científicos ha creado uno
de los mapas más detallados del cerebro de los ratones hasta la fecha con más
de 1,300 regiones y subregiones -algunas cartografiadas por primera vez-, una
herramienta que, seguro, abrirá nuevas vías de exploración neurocientífica.
El modelo
de IA, desarrollado por científicos de la Universidad de California, San
Francisco (UCSF) y del Instituto Allen, en Seattle, Estados Unidos, ha
reconstruido un mapa cerebral que, en lugar de tipos de células, representa las
distintas regiones y subregiones del cerebro, algunas de ellas desconocidas
hasta ahora.
Además, a
diferencia de los anteriores, el nuevo mapa cerebral se ha hecho a partir de
datos transcriptómicos espaciales a gran escala, es decir, que se ha construido
íntegramente con datos, en lugar de con la interpretación humana.
Con ello,
el mapa ofrece un nivel de detalle «sin precedentes» que avanza en la
comprensión del cerebro al permitir a los científicos vincular funciones
específicas, comportamientos y estados de enfermedad con regiones celulares más
pequeñas y precisas, «lo que proporciona una hoja de ruta para nuevas hipótesis
y experimentos sobre las funciones que desempeñan estas áreas», afirman los
autores del estudio.
«Es como
pasar de un mapa que solo muestra continentes y países a uno que muestra
estados y ciudades», ilustra Bosiljka Tasic, doctora en Genética Molecular del
Instituto Allen y una de las autoras del estudio.
«Esta nueva
y detallada parcelación del cerebro, basada únicamente en datos y no en
anotaciones de expertos humanos, revela subregiones del cerebro de ratón hasta
ahora desconocidas. Y, según décadas de neurociencia, las nuevas regiones
corresponden a funciones cerebrales especializadas aún por descubrir».
Los
hallazgos se han publicado este martes en Nature Communications.
Un potente
modelo de IA
Tras este
avance está CellTransformer, un potente modelo de inteligencia artificial que
puede identificar automáticamente subregiones importantes del cerebro a partir
de enormes conjuntos de datos de transcriptómica espacial.
La
transcriptómica espacial revela dónde se encuentran determinados tipos de
células en el cerebro, pero no revela las regiones del cerebro en función de su
composición.
CellTransformer
permitirá a los científicos definir las regiones y subdivisiones del cerebro
basándose en cálculos de vecindades celulares compartidas, de forma muy similar
a como se esbozan los límites de una ciudad basándose en los tipos de edificios
que hay en ella.
«Nuestro
modelo se basa en la misma potente tecnología que herramientas de IA como
ChatGPT. Ambos se basan en un marco «transformador» que destaca por su
capacidad para comprender el contexto», afirma Reza Abbasi-Asl, profesor de
neurología y bioingeniería en la UCSF y autor principal del estudio.
«Mientras
que los transformadores se aplican a menudo para analizar la relación entre las
palabras de una frase, nosotros utilizamos CellTransformer para analizar la
relación entre las células que se encuentran próximas en el espacio. Aprende a
predecir las características moleculares de una célula basándose en su entorno
local, lo que le permite crear un mapa detallado de la organización general del
tejido», comenta el investigador.
Además, el
modelo reproduce con éxito regiones conocidas del cerebro, como el hipocampo,
pero, también revela subregiones más detalladas y no catalogadas anteriormente
en regiones del cerebro poco conocidas, como el núcleo reticular del
mesencéfalo, que desempeña un papel complejo en el inicio y la liberación del
movimiento, resalta el estudio. EFE
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