Revolución en neurociencia: crean el primer mapa tridimensional completo del sistema nervioso de un mamífero en tiempo récord
Un equipo internacional de científicos ha logrado un hito sin precedentes en el campo de la neurociencia: la creación del primer mapa tridimensional y de alta resolución del sistema nervioso completo de un ratón adulto, desde su cerebro hasta los órganos periféricos, en apenas 40 horas. Este avance, que representa un salto cualitativo en la conectómica a nivel corporal, ha sido publicado en la reconocida revista Cell y promete redefinir la forma en que entendemos la anatomía funcional del sistema nervioso en mamíferos.
Una técnica innovadora para visualizar el cuerpo nervioso en su totalidad
El logro fue posible gracias al desarrollo de una técnica de imágenes que combina el procesamiento químico avanzado con un sistema automatizado de corte y escaneo de altísima precisión. El proceso comienza con la transformación del cuerpo del ratón en un organismo completamente transparente, mediante la eliminación de grasas, calcio y otros componentes que obstaculizan el paso de la luz. Esta etapa es esencial para permitir la penetración óptica profunda sin comprometer la estructura tisular.
Una vez alcanzada la transparencia deseada, el cuerpo del animal es introducido en un dispositivo diseñado específicamente para esta tarea, el cual integra una cuchilla de corte de alta precisión con un microscopio tridimensional capaz de capturar imágenes con resolución micrométrica. A través de un pistón automatizado, el cuerpo es empujado contra la cuchilla en secciones de 400 micrómetros, y cada superficie recién expuesta es inmediatamente escaneada con una profundidad de hasta 600 micrómetros. Este proceso se repite cerca de 200 veces, generando un conjunto completo de imágenes que luego se ensamblan para formar un mapa tridimensional del sistema nervioso periférico.
A diferencia de métodos anteriores, que requerían semanas o incluso meses de trabajo, este procedimiento optimizado permite una exploración detallada y rápida del sistema nervioso, minimizando errores mecánicos y evitando la degradación del tejido durante el escaneo.
Estrategias de marcado neuronal: una visión multicolor del cableado biológico
Para identificar y diferenciar con precisión las redes de nervios, los investigadores aplicaron tres enfoques distintos de marcado en un total de 16 ratones adultos:
Modificación genética: Se indujo la expresión de proteínas fluorescentes específicas en ciertas neuronas, permitiendo visualizar con claridad la estructura de fibras individuales y su distribución en regiones clave como el encéfalo.
Inmunomarcaje: A través del uso de anticuerpos específicos, se resaltaron elementos del sistema simpático, responsable del control automático de funciones como la frecuencia cardíaca, la dilatación bronquial y la actividad renal.
Marcaje viral: Mediante vectores virales, se trazó la longitud completa de axones individuales del nervio vago, uno de los nervios más extensos e importantes del cuerpo, encargado de transmitir señales entre el cerebro y órganos vitales como el corazón, los pulmones, el hígado y el tracto gastrointestinal.
Estas técnicas permitieron construir una visión detallada y diferenciada de las rutas nerviosas, facilitando no solo su localización anatómica, sino también el análisis funcional de cada componente.
Descubrimientos clave: un sistema de comunicación más directo de lo que se pensaba
Uno de los descubrimientos más significativos del estudio fue el mapeo de las fibras del nervio vago, que reveló un patrón anatómico inesperadamente directo: muchas de sus fibras viajan sin ramificaciones desde el encéfalo hasta los órganos diana, lo que sugiere una eficiencia en la transmisión de señales mayor a la asumida previamente. Además, la compleja arborización de los nervios simpáticos fue observada en detalle, evidenciando cómo estos se distribuyen y controlan funciones autónomas en órganos como el riñón y las glándulas suprarrenales.
Estos hallazgos no solo amplían el conocimiento anatómico del sistema nervioso, sino que también ofrecen nuevas vías de exploración para trastornos neurológicos, enfermedades sistémicas y el desarrollo de terapias de neuromodulación más precisas.
Implicaciones futuras: conectómica corporal y medicina del mañana
Para los investigadores, este avance representa un paso crucial hacia una conectómica integral que trasciende los límites del cerebro y se expande al sistema nervioso periférico. Como señaló la neurocientífica Ann-Shyn Chiang, de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán, “por primera vez estamos llevando la conectómica más allá del cerebro, hacia el cuerpo completo”.
Este mapa neuronal tridimensional tiene el potencial de revolucionar numerosos campos, desde el tratamiento del dolor crónico y trastornos del sistema nervioso autónomo, hasta la mejora de interfaces cerebro-máquina, prótesis neurocontroladas, y el desarrollo de modelos más realistas para la investigación biomédica.
Además, al ofrecer una representación fiel y detallada del cableado biológico de un organismo completo, este trabajo sienta las bases para estudios comparativos entre especies, investigaciones sobre desarrollo embrionario y envejecimiento, y la exploración de cómo las enfermedades neurodegenerativas afectan la estructura global del sistema nervioso.
Referencias científicas ⬇️
Ann-Shyn Chiang: https://www.researchgate.net/profile/Ann-Shyn-Chiang
Publicación original en Cell: https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00679-8
