Del conectoma al sinaptoma: una historia de amor épica

Del conectoma al sinaptoma: una historia de amor épica

Javier de Felipe, director del área de Neurobiología del Proyecto Cajal Blue Brain (UPM-CSIC), publica en la revista Science el artículo “Del conectoma al sinaptoma: una historia de amor épica”.

26.11.10

En el artículo, el investigador aborda uno de los principales retos en la neurociencia: conocer el diseño estructural de los microcircuitos cerebrales y cómo estos circuitos contribuyen a la organización funcional del cerebro.

J. DeFelipe. Cajal Blue BrainEl término “conectoma” se propuso en su origen para hacer referencia a la matriz de conexiones altamente organizada del cerebro humano. Posteriormente, este término se adoptó para describir los mapas de circuitos neuronales en general. En este artículo, el término “conectoma” se propone para referirse al mapa de conexiones a nivel macroscópico e intermedio o con microscopía óptica y se introduce el término de “sinaptoma” para referirse al conjunto de interconexiones que establecen las neuronas a nivel sináptico o ultraestructural.

Para muchos científicos la obtención del sinaptoma supone una tarea tan difícil que parece poco probable que se pueda lograr en un futuro cercano, incluso, para los más pesimistas, tal vez resulte imposible. Sin embargo, el autor del artículo es optimista y propone que gracias a las nuevas herramientas de análisis estructurales y computacionales y mediante una estrategia adecuada es posible establecer un modelo estadístico real con el que se podría describir el diseño de los circuitos cerebrales a nivel ultraestructural, el “sinaptoma”. Consiguiendo, de esta manera, lograr ese gran reto de la neurociencia, ya que solamente combinando estudios a los tres niveles, macroscópico, intermedio y ultraestructural, se puede alcanzar el total conocimiento del plan estructural del cerebro en conjunto.

Referencia completa: Science 26 November 2010: 1198-1201.
DOI:10.1126/science.1193378

Biografía

Cajal Blue BrainEl profesor J. de Felipe, Licenciado en Biología por la Universidad Complutense de Madrid (1975) y Doctor en Biología por la misma universidad (1979), tiene una dilatada experiencia en el análisis de la organización intrínseca (microanatómica y neuroquímica) de la corteza cerebral, mediante la utilización de una variedad de técnicas, entre las que se incluyen técnicas inmunocitoquímicas para microscopía óptica y electrónica. Estos estudios comenzaron en el Instituto Cajal en el año 1980 con el análisis de la corteza cerebral de animales de experimentación. Desde 1991, en el laboratorio de De Felipe también se realiza el estudio neuroquímico y microanatómico de la corteza cerebral humana normal y de focos epilépticos corticales, para aportar datos sobre la organización normal de la corteza y estudiar las posibles alteraciones neuropatológicas. A partir de 2006 comenzó a centrarse en el estudio de la enfermedad de Alzheimer, y se continúan los estudios sobre la microestructura de la corteza cerebral normal. En 2009 se inicia una nueva etapa con la participación en el proyecto Blue Brain cuyo origen se remonta al año 2005, cuando L’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza) y la compañía IBM anunciaron conjuntamente el ambicioso proyecto de crear un modelo funcional del cerebro utilizando el superordenador Blue Gene, de IBM. A finales de 2006, el proyecto Blue Brain había creado un modelo de la unidad funcional básica del cerebro, la columna neocortical. Sin embargo, las metas marcadas por el proyecto imponían su conversión en una iniciativa internacional. En este contexto surge en España el proyecto Cajal Blue Brain, cuyos objetivos se encuadran en dos ejes principales: La microorganización anatómica y funcional de la columna neocorticaly el desarrollo de tecnología biomédica (fundamentalmente informáticas). La contribución del laboratorio de DeFelipe consiste en participar en los estudios microanatómicos y funcionales de la columna neocortical y coordinar las tareas de investigación realizadas en otros laboratorios nacionales e internacionales. Esta coordinación es fundamental para establecer una base de datos homogeneizada que permite estandarizar y aprovechar al máximo los datos generados por cada grupo de investigación.

Más información: http://cajalbbp.cesvima.upm.es

Laboratorio de Circuitos Corticales, UPM-CSIC (Centro de Tecnología Biomédica, Campus de Montegancedo, UPM)

El Laboratorio de Circuitos Corticales (LCC), creado en 2008, está ubicado en el Centro de Tecnología Biomédica del Campus de Montegancedo de la UPM, está liderado el Prof. Javier de Felipe, Profesor de Investigación del Instituto Cajal del CSIC. El LCC es un laboratorio conjunto entre la UPM y el Instituto Cajal del CSIC que se creó como una Unidad Experimental de Neurociencia de la UPM compuesta por investigadores del campo de la Neurociencia procedentes del IC (CSIC) y por científicos del área de Ciencias de la Computación de la UPM. El IC (CSIC) es un centro con más de 100 años de historia en los cuales ha aportado numerosas contribuciones al estudio y comprensión de la estructura y función del sistema nervioso. El LCC fue creado con el espíritu de llevar a cabo estudios experimentales, con un importante componente tecnológico, del cerebro. La principal línea de investigación que se desarrolla en el LCC se centra en el análisis de la microorganización de la Corteza Cerebral Normal y Alteraciones de los Circuitos, mediante la utilización de múltiples técnicas novedosas entre las que cabe destacar las inyecciones intracelulares, técnicas inmunocitoquímicas e histoquímicas para microscopia electrónica y óptica, y métodos de reconstrucción 3D. El LCC es un laboratorio de relevancia internacional tal y como se refleja en sus múltiples colaboraciones con universidades y centros de investigación de líderes en el campo de la Neurobiología, como la Universidad de Columbia (USA), la Universidad de Heidelberg (Alemania), la Universidad de Cambridge (Reino Unido), entre otras.

http://www.upm.es/institucional/UPM/CanalUPM/NoticiasPortada/Contenido/620e90664868c210VgnVCM10000009c7648aRCRD
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