España será pionera en la aplicación de un microscopio de nanotecnología para el estudio del cerebro

spaña será el primer país del mundo que utilice un microscopio de nanotecnología para el estudio del cerebro, en el marco del proyecto Blue Brain. La idea ha partido del investigador del CSIC, Javier de Felipe, e investigadores de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid (FIUPM) están desarrollando una serie de herramientas para el análisis e interpretación de sus datos.

Una treintena de investigadores españoles participan en el proyecto internacional Blue Brain, que pretende crear un modelo funcional del cerebro de los mamíferos mediante simulaciones realizadas por ordenador. En España, el proyecto está liderado por Javier de Felipe y por José María Peña, profesor de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid
El microscopio de nanotecnología que se aplicará al estudio del cerebro será instalado en el Centro de Tecnología Biomédica del Campus de Montegancedo de la UPM y comenzará a utilizarse en el mes de junio.

La utilización de este microscopio constituye una significativa innovación tecnológica no sólo porque la microscopía electrónica no permite alcanzar un muy elevado grado de detalle en el estudio de células cerebrales, sino también porque permite obtener muestras a partir de tejido cerebral en sólo dos horas, cuando mediante otras tecnologías el mismo resultado requiere la participación de dos técnicos a lo largo de un año.

El microscopio se ha incorporado al equipo español del proyecto Blue Brain después de una serie de pruebas realizadas con éxito en la casa matriz del fabricante y será financiado con cargo al crédito de 25 millones de euros que el Gobierno de España ha concedido al proyecto Blue Brain.

Desarrollos tecnológicos

La participación española en el proyecto Blue Brain se centra en dos aspectos principales: la neuroanatomía que desarrolla el Instituto Cajal para la obtención de datos sobre el funcionamiento y reacciones de determinadas partes del cerebro, y el desarrollo tecnológico necesario para visualizar los complejos resultados de estas investigaciones.

La primera línea de investigación está liderada por Javier de Felipe, mientras que el equipo de José María Peña desarrolla las herramientas necesarias para el análisis de imágenes de microscopia óptica y electrónica obtenidas en las investigaciones de neuroanatomía. La visualización de los resultados incluye imágenes en 3D.

El análisis de datos los realizará el equipo de la FIUPM por medio de técnicas de computación de altas prestaciones a través del supercomputador Magerit, instalado en el Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid (CeSViMa) de la UPM. Estos desarrollos tecnológicos pueden, en un futuro, ser de utilidad en otras disciplinas.

Un futuro prometedor

A través de las simulaciones desarrolladas por este equipo, se podrá observar el funcionamiento del cerebro y su comportamiento en el caso de enfermedades como la depresión o el Alzheimer. Los investigadores, asimismo, podrán testar la respuesta de nuevos fármacos sobre estos modelos informáticos.

La meta final del Blue Brain, según han explicado los investigadores españoles, es proveer a la comunidad científica de una herramienta que, mediante simulaciones, permita desarrollar investigaciones básicas y clínicas sobre la estructura y función cerebro.

Se prevé que, en un futuro, los neurocientíficos conozcan cómo se forma, desarrolla y envejece el cerebro, o los mecanismos de aprendizaje, en parte gracias al trabajo realizado en Blue Brain.

Cajal Blue Brain

España, después de Suiza, es el único país que se ha adherido al proyecto, del que representa aproximadamente una quinta parte en términos de generación de conocimiento.

La participación española se canaliza a través de la iniciativa Cajal Blue Brain, que además de la UPM y el CSIC, integra a otros doce grupos científicos procedentes de diferentes institutos y organismos españoles de investigación: Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Universidad de Castilla La Mancha, Universidad Rey Juan Carlos, Universidad del País Vasco, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Hospital Ramón y Cajal de Madrid y Hospital Carlos Haya de Málaga.

En Blue Brain participan también la Universidad de Jerusalén, que aporta su experiencia en modelización de las propiedades eléctricas de la integración sináptica, la Universidad de Reno, que aporta su especialización en la modelización de las propiedades eléctricas de la neuronas, la Universidad de Yale, que contribuye con el simulador Neuron, y Universidad de Londres, que aporta su experiencia en electrofisiología neocortical y su anatomía.

El proyecto Blue Brain se inició en 2005, cuando L'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza) y la compañía IBM anunciaron el proyecto de crear un modelo funcional del cerebro utilizando el superordenador Blue Gene. En 2008, la UPM y el CSIC se incorporaron al consorcio Blue Brain.