Un nuevo método permite descifrar con mayor precisión el funcionamiento de los circuitos del cerebro

Lea este artículo en catalán“Hemos demostrado que es posible clasificar automáticamente los tipos de neuronas del cerebro de Drosophila (la mosca de la fruta) —un organismo modelo fundamental en neurociencia— con alta precisión (especialmente en el sistema visual) utilizando únicamente sus patrones de conectividad”, explica el investigador David Garcia, profesor Serra Húnter del Departamento de Ciencias de la Computación de la UPC. “Nuestro método requiere menos información: simplemente utiliza el grafo de conexiones entre neuronas y realiza la clasificación de forma automática, en minutos y con alta precisión. No se sabía que esto fuera posible”, añade el investigador.La revista 'Nature Communications'Destaca el estudio como uno de los trabajos publicados más interesantes sobre el cerebroHasta ahora, esta clasificación la realizaban de forma manual neurocientíficos expertos, mediante un proceso muy laborioso que exigía información morfológica y anatómica adicional (la forma y la posición de las neuronas). Esta tarea, según demuestra la investigación publicada, se puede automatizar con alta fiabilidad utilizando únicamente patrones de conectividad sináptica, lo que representa un cambio de paradigma en el análisis de grandes conjuntos de datos de conectómica.La aplicación directa de nuestro trabajo es un paso fundamental para entender cómo funcionan los circuitos del cerebroDavid GarciaProfesor Serra Húnter del Departamento de Ciencias de la Computación de la UPC“La aplicación directa de nuestro trabajo es precisamente la clasificación automática de neuronas en nuevos conectomas, que es un paso fundamental en neurociencia para entender cómo funcionan los circuitos del cerebro. Esto significa que futuros conectomas podrán analizarse de manera automática en cuestión de horas, en lugar de requerir largos periodos de trabajo manual”, dice David Garcia.Y añade: “A largo plazo, el enfoque podría tener aplicaciones en otros ámbitos más allá de la neurociencia (por ejemplo, en minería de grafos), aunque esto aún está por explorar”.En los últimos años, múltiples proyectos ha reconstruido el conectoma completo del cerebro de la mosca de la fruta mediante microscopía electrónica, generando así mapas detallados de todas las conexiones entre neuronas del cerebro. El siguiente paso, identificar a qué tipo celular pertenece cada neurona, seguía siendo un cuello de botella que requería meses de anotación manual, reconoce el investigador.Método NTACPuede asignar tipos neuronales solo usando la conectividad sináptica, con una gran precisiónEs importante resaltar que la investigación publicada presenta un método, el NTAC, que puede asignar tipos neuronales solo usando la conectividad sináptica, con una gran precisión. Esta contribución se enmarca en un contexto de expansión de los conectomas y de creciente necesidad de herramientas automáticas y escalables.NTAC se presenta en dos variantes: una semisupervisada, que aprovecha un pequeño porcentaje de neuronas etiquetadas, y otra autosupervisada, que no necesita ninguna etiqueta previa. Ambas ofrecen resultados de alta precisión y se ejecutan de manera eficiente incluso en ordenadores convencionales, lo que evidencia el potencial de la conectividad como base para identificar tipos neuronales sin depender de características morfológicas.