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Un atlas 3D ofrece la imagen más precisa del cerebro del ratón

Gracias a las imágenes de tomografía computarizada de 1.675 roedores, un equipo de científicos ha logrado crear un mapa 3D que muestra a escala celular todo el cerebro de su especie. Esperan que sirva como nuevo atlas de referencia de la estructura cerebral.

Sección virtual del atlas en 3D del cerebro de ratón. / Allen Institute for Brain Science

El desarrollo y el refinamiento de los atlas cerebrales han evolucionado de la mano de avances en el campo de la neuroanatomía. En la última década, la comunidad científica ha avanzado en el conocimiento del cerebro del ratón, gracias, en parte, a la aparición de proyectos de mapeo de todo el cerebro que revelan la arquitectura celular con nuevos detalles.

Los investigadores pudieron etiquetar más de 800 estructuras cerebrales, de las cuales, varias de ellas no se habían descrito previamente en otros atlas cerebrales estándar

Ahora, un equipo del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro ha creado manualmente un atlas 3D del cerebro del ratón a nivel celular a partir de las imágenes de tomografía en serie de dos fotones de 1.675 ratones. El resultado, publicado en la revista Cell, es un cerebro de referencia de acceso abierto al que han llamado Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework (CCFv3).

“El marco pretende ser un punto de referencia para la comunidad científica en neurociencia ya que los ratones son ampliamente utilizados en la investigación biomédica”, declara a SINC Lydia Ng, coautora del trabajo.

Los cerebros de estos pequeños mamíferos contienen unos 100 millones de células, cada una de ellas en cientos de regiones diferentes. “A medida que los conjuntos de datos se neurociencia se vuelven más grandes y complejos, un mapa espacial común del cerebro es cada vez más crucial, así como la capacidad de registrar de forma conjunta con precisión muchos tipos diferentes de datos en un espacio 3D común para comparar y correlacionar”, añade Ng.

El nuevo atlas y sus herramientas permitirán que los nuevos datos se puedan integrar y comparar más fácilmente en el mismo contexto espacial. “El atlas a su vez se puede modificar a medida que evoluciona nuestro conocimiento sobre la estructura del cerebro”, añade Ng.

El mapa ofrece una resolución espacial mayor que cualquier otro espacio de referencia del cerebro de ratón en 3D actual basado en imágenes de resonancia magnética. Según sus creadores, como CCFv3 es el resultado de los cerebros de una gran población de ratones, se puede usar para estudiar la variabilidad de sus estructuras cerebrales en diferentes estados de enfermedades.

Gracias a la alineación de diferentes tipos de datos, los investigadores pudieron etiquetar más de 800 estructuras cerebrales. Al hacerlo, identificaron varias de ellas, así como tramos de fibras nerviosas, que no se habían descrito previamente en otros atlas cerebrales estándar.

“La característica más llamativa de este atlas es que está verdaderamente en 3D tanto en el patrón anatómico como en la anotación”, subraya a SINC la investigadora, para quién lograr la forma 3D de la estructura ha sido laborioso. Con el marco 3D, los investigadores van a poder consultar los datos por coordenadas o cortar y deformarlos de diferentes maneras para facilitar la visualización o el análisis.

El futuro de los mapas cerebrales

Los científicos coinciden en que estos atlas de referencia digital modernos deben evolucionar constantemente para mantenerse actualizados

A pesar de ofrecer detalles anatómicos por primera vez, los científicos coinciden en que estos atlas de referencia digital modernos deben evolucionar constantemente para mantenerse actualizados. Los clásicos no satisfacían hasta ahora las demandas de datos de resolución celular en 3D, por eso el nuevo mapa pretende servir de marco anatómico estándar para todos los conjuntos de datos que se están recopilando y produciendo.

“Ahora estamos utilizando este atlas como un espacio de referencia anatómico común para muchos proyectos a gran escala, incluido el mapeo de circuitos de cerebro completo, reconstrucciones de células individuales y la generación de un censo integral de tipo de células cerebrales”, dicen los autores.

Referencia:

Wang, Ding, and Li et al.: “The Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework: A 3D Reference Atlas” Cell 7 de mayo de 2020 

Fuente:
SINC
Derechos: Creative Commons.
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