Juega EyeWire y Contribuye con la Investigación de la Neurociencia en el MIT

Puede resultar una sorpresa que aunque conocemos mucho sobre cómo funciona el ojo, los investigadores en neurociencia no entienden cómo las señales visuales se traducen en percepción.

Hemos aterrizado en Marte, podemos cultivar órganos y hasta lanzarnos desde el espacio, pero cuando se trata de comprender en profundidad algo tan cercano a nosotros mismos, que en realidad somos nosotros mismos, aún falta mucho. Los neurocientíficos ni siquiera saben con precisión cuántos tipos de células distintas hay en el cerebro. En el Laboratorio de Neurociencia Computacional de Sebastian Seung en el MIT estamos abordándolo de una forma distinta: crowdsourcing. Para poder resolver los grandes misterios de la mente, te necesitamos a ti.

¿Por qué no sabemos cómo funciona la mente? Una razón es que nuestra mente es enorme. Los investigadores calculan que hay 100 mil millones de neuronas en tu cerebro con un estimado de más de un millón y medio de kilómetros de conexiones. [1,2]. Un millón y medio de kilómetros es equivalente a darle 40 vueltas a la Tierra. Como debes suponer, para que tal longitud de neuronas quepan en tu cerebro de un kilo y medio, estas estructuras tienen que ser realmente pequeñas. Una neurona grande tiene unos 100 micrones de diámetro, y el área de contacto de una sinapsis es de menos de 7 nm cúbicos [3, 4: dato del Seung Lab].

Para poder ver las neuronas y las pequeñísimas estructuras llamadas dendritas, a través de las cuales funcionan, los investigadores utilizan una nueva técnica de imágenes. “Prepara el tejido del cerebro, corta capas de un grosor de pocos micrones, captura la imagen de cada capa con un microscopio electrónico y sigue el camino de cada neurona”, explica en Quora David Zhou, estudiante de un Máster en Carnegie Mellon. Estas técnicas revolucionarias generan un terabyte de datos a partir de un solo milímetro cúbico de tejido cerebral. Ahora que podemos ver el cerebro a una escala sináptica, tenemos que analizar las imágenes. ¿Cómo?

La imagen de arriba muestra el proceso de apilar las imágenes de las capas para hacer reconstrucciones 3D. Como en la mayorías de los laboratorios, el Seung Lab usa una combinación de algoritmos de inteligencia artificial y trazado (reconstrucción 3D) realizado por humanos. ¿Y por qué no usar sólo algoritmos? Las imágenes pueden ser difíciles de identificar, particularmente para una computadora. Con sólo algoritmos se cometen muchos errores, como cortar una célula en miles de piezas o combinar múltiples células como si fuera una sola neurona enorme. En la imagen de abajo puedes ver un ejemplo de cómo la inteligencia artificial dejó de marcar un pedazo de una neurona.

Esperamos algún día poder entrenar a las computadores para mapear neuronas por su cuenta; sin embargo, ese día está lejano en el futuro y necesitamos acelerar ahora los descubrimientos de la neurociencia. Para lograrlo, necesitamos algo más inteligente que la más poderosa supercomputadora — tú.

Un neurocientífico entrenado en el MIT tarda de 15 a 80 horas para reconstruir una sola neurona. A ese ritmo, necesitaríamos 570 millones de años para trazar el mapa de conexiones de un cerebro humano entero, lo que se conoce como conectoma. Por eso necesitamos tu ayuda.

Al participar en el juego 3D EyeWire, te haces parte del Seung Lab en el MIT y colaboras en el trazado del mapa de conexiones de una red neuronal.

En lugar de mapear el cerebro entero, estamos comenzando con la retina. Nuestro objetivo es trazar las conexiones de un tipo de célula específico: J-Cells. Estas neuronas son responsables de la percepción de los movimientos ascendentes. Nuestro plan es publicar el resultado en una revista científica e incluir a los usuarios de EyeWire como co-autores.

La revista Scientific American señala que “no es necesario ningún conocimiento especializado de neurociencia [para jugar EyeWire]; los científicos ciudadanos sólo necesitan ser curiosos, inteligentes y buenos observadores. Tu participación ayudará a los científicos a entender cómo funciona la retina. También será útil para que los ingenieros mejoren la tecnología computacional relacionada y eventualmente hacerla lo suficientemente poderosa como para detectar “malas conexiones” en el cerebro que se presume producen desórdenes como el autismo y la esquizofrenia”.

Este es un corto video de Sebastian Seung con más información:

Juega EyeWire y cuéntanos qué te parece en Facebook.

Mas EyeWire en Español: Soy mi conectoma: TEDTalk de Sebastian Seung

Aquí puedes ver al fundador de EyeWire, Sebastian Seung, en una entrevista en vídeo con Eduardo Punset. Estas traducciones son realizadas para nuestros jugadores de habla hispana por nuestro colaborador José Erre.

REFERENCES