Conectoma

Reconstrucción tractográfica de las conexiones neurales por DTI

Un conectoma es un mapa de las conexiones entre las neuronas del cerebro. La producción y el estudio de los conectomas se conoce como conectómica.

En 2005, Olaf Sporns, de la Universidad de Indiana, en el artículo The Human Connectome, a structural description of the human brain (El conectoma humano, una descripción funcional del cerebro humano)^[1] y Patric Hagmann, del Hospital Universitario de Lausana, en la tesis doctoral From diffusion MRI to brain connectomics (De la IRM de difusión a la conectómica cerebral),^[2] propusieron simultánea e independientemente el término connectome para referirse a un plano de las conexiones neuronales en un cerebro. El vocablo expresa el conjunto de las conexiones, del mismo modo que genoma expresa el conjunto de los genes.

Según Hagmann, "para comprender el funcionamiento de una red se deben conocer sus elementos y sus interconexiones (...) El conectoma aumentará considerablemente nuestra comprensión de los procesos emergentes funcionales a partir de las estructuras cerebrales y proporcionará nuevas ideas sobre los mecanismos que utiliza el cerebro si las estructuras cerebrales están dañadas."

Tras el éxito de la reconstrucción de todas las conexiones neurales del Caenorhabditis elegans (White et al., 1986; Varshney et al., 2011), surgió el Proyecto Conectoma Humano de los Institutos Nacionales de Salud (NHI) de los Estados Unidos, para construir un mapa de las redes neurales del cerebro humano adulto y sano.

Bock y otros han obtenido 12TB de datos que están disponibles públicamente en Open Connectome Project (Proyecto Conectoma Abierto).

El conectoma a diferentes escalas

Un conectoma óptimo sería la cartografía precisa de las conexiones de cada neurona, lo que resulta técnicamente muy largo y costoso y necesitaría el almacenaje y la utilización de una enorme cantidad de datos. Un cerebro humano contiene al menos 10¹⁰ neuronas unidas por 10¹⁴ conexiones sinápticas. Para fines de comparación, el número de bases del genoma humano es de 3x10⁹.

A escala microscópica, el conectoma describe la disposición de las neuronas y de las sinapsis entre ellas en el interior de una parte del sistema nervioso.

A escala macroscópica, su objeto es comprender la organización de las conexiones a gran escala del conjunto de las neuronas entre todas las áreas corticales y subcorticales del cerebro.