BARCELONA, 11 Ene. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigación interdisciplinario dirigido por científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS, por sus siglas en inglés) y con participación de un experto de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) de Barcelona ha empleado con éxito el aprendizaje automático para descubrir nuevos conocimientos sobre la arquitectura celular del cerebro humano.
El trabajo, publicado en 'Science Advances', significa "un salto cuántico" porque incorpora heterogeneidad también en la dinámica local de cada nodo del cerebro, que son diferentes a nivel celular pero no se recogía así en los anteriores modelos biofísicos, ha explicado el investigador ICREA y director del Centro de Cognición y Cerebro de la UPF, Gustavo Deco, coautor del estudio, en un comunicado de la universidad este viernes.
El equipo demostró un enfoque que calcula automáticamente los parámetros del cerebro utilizando los datos recopilados de la resonancia magnética funcional (fRMI), lo que permite a los neurocientíficos inferir las propiedades celulares de diferentes regiones del cerebro sin necesidad de emplear abordajes quirúrgicos.
Este enfoque podría utilizarse potencialmente en la evaluación del tratamiento de trastornos neurológicos y en el desarrollo de nuevas terapias, a la vez que optimiza y logra "obtener un modelo biofísico y fisiológico mucho más fidedigno y realista".
Actualmente, la mayoría de los estudios sobre el cerebro humano se limitan a enfoques no invasivos, como la resonancia magnética (MRI), sin que se pueda observar a nivel celular, y los modelos biofísicos permiten avanzar en la comprensión celular del cerebro humano, aunque a menudo representan de forma homogénea las diferentes partes, y se sabe que son diferentes.
"Hasta ahora, en general, los modelos de todo el cerebro estaban limitados por el hecho de que la dinámica local de cada nodo o región cerebral era idéntica, es decir homogénea", así como su composición celular.
El líder del equipo en la NUS, el investigador Thomas Yeo, ha destacado: "Para saber qué sucede realmente en los niveles más internos del cerebro humano, es crucial para nosotros desarrollar métodos que puedan incidir en las profundidades del cerebro de forma no invasiva", ya que muchas enfermedades ocurren a nivel celular, y muchos productos farmacéuticos operan a nivel de microescala.
CÓMO PROCESA LA INFORMACIÓN
Los respectivos equipos de investigación que han realizado el estudio han analizado imágenes de 452 participantes en el Proyecto Conectoma Humano, y partiendo del trabajo de modelado computacional realizado anteriormente, dieron propiedades celulares distintas a cada región del cerebro y permitieron algoritmos de aprendizaje automático explotados para estimar automáticamente los parámetros del modelo.
"Nuestro enfoque logra un mejor ajuste con los datos reales. Además, descubrimos que los parámetros del modelo de microescala estimados por el algoritmo de aprendizaje automático reflejan cómo el cerebro procesa la información", han manifestado los autores del estudio.
