El gran almacén de neuronas digitales

Comprender el funcionamiento del cerebro no es una tarea que pueda asumir un solo grupo de investigación, ni siquiera un consorcio de laboratorios. Compartir información y trabajar de forma abierta se ha convertido en la principal estrategia para desentrañar los secretos del órgano más complejo del cuerpo humano y para ello los investigadores han tenido que idear nuevas herramientas. Una de las más destacadas se la plataforma neuromorpho.org, que acaba de cumplir diez años y cuyo desarrollo y mantenimiento tecnológico corre a cargo del español Rubén Armañanzas. Esta plataforma es un gran almacén de neuronas digitales, es decir, un repositorio en el que los científicos de hasta 278 laboratorios de todo el mundo comparten los datos obtenidos en sus investigaciones y que permiten reconstruir la morfología de las neuronas de hasta 40 especies animales.

“Cualquiera puede descargarse las neuronas de una mosca, una jirafa y hasta de un tigre siberiano”

“Cualquier investigador puede entrar en nuestra base de dato y descargarse las neuronas de la mosca de la fruta, de una jirafa y hasta de un tigre siberiano”, explica Armañanzas a Next en videoconferencia desde la Universidad George Mason, en Virginia (Estados Unidos). El equipo de Giorgio Ascoli, que lidera la iniciativa, acaba de liberar a finales de marzo la última versión del repositorio (v7.1) que contiene los datos morfológicos de 62.304 neuronas, un aumento del 65 por ciento respecto a la versión de 2016.

“Los datos los conseguimos de gente que trabaja en neurociencia básica haciendo reconstrucciones”, explica Armañanzas. “Nos ponemos en contacto con ellos una vez que el paper se ha publicado en revista con evaluación por pares y les decimos: “si queréis, nosotros estamos dispuestos a publicar vuestras neuronas y hacer el hosting de vuestros ficheros”. Al principio solo 33 por ciento decían que sí, ahora estamos alrededor del 50-50. Nos mandan sus neuronas, las renderizamos, sacamos la morfometría y las publicamos”. Estos datos son esenciales para los investigadores que intentan conocer la morfología del cerebro en los mas diversos campos. Le pasan a Neuromorpho sus datos para poder seguir consultándolos y que otros grupos puedan contrastarlos, al tiempo que se aprovechan de la base de datos para consultar otro tipo de neuronas que ellos no tienen a su alcance.

El investigador español Luis Martínez Otero, que trabaja en el Instituto de Neurociencias de Alicante, es uno de los miles de científicos que usan este almacén de datos. “Nosotros tenemos nuestra colección de células en el repositorio”, asegura. “Es fundamental compartir estas bases de datos entre distintos laboratorios para, entre otras cosas, poder hacer estudios de conectividad y plasticidad potencial. Sería prácticamente imposible para un solo laboratorio alcanzar el volumen crítico necesario”. Los datos del Human Brain Project, por ejemplo, ya están almacenados y compartidos en esta base de datos, de forma que cualquier puede descargarlos y hacer sus simulaciones en su laboratorio. Y en ocasiones se producen descubrimientos secundarios, con hallazgos que no buscaban los autores del primer rastreo de las neuronas de determinada región.

“Sería prácticamente imposible para un solo laboratorio alcanzar el volumen crítico necesario”

En un trabajo publicado hace unos días en Nature Methods, Ascoli y su grupo hacían una defensa de la ciencia basada en el “Open source” (software de código abierto) como una forma de que todos los agentes del sistema se beneficien. “Basándonos en nuestra experiencia”, escriben, “subrayamos los beneficios de compartir datos de forma individual y en la gran ciencia, y proponemos recetas pragmáticas para asegurarse un beneficio tanto para los investigadores que dan como para los que reciben datos”.

Para Armañanzas, la combinación de esfuerzos entre científicos y de herramientas como Neuromorpho y otras como neuroelectro.org (que añade los datos de los parámetros eléctricos de las neuronas además de su morfología en 3D) puede ayudar a comprender mejor cómo se conectan determinadas regiones de la corteza cerebral y que organización tienen las distintas capas. “Ese día, como le gusta decir al investigador español Rafael Yuste, quizá podamos hablar de un segundo Renacimiento”, concluye Armañanzas. “Estaremos más cerca de entender lo que llevamos en la cabeza, que es la máquina más complicada que conocemos en el universo”.

Referencia: Win-Win Data Sharing in Neuroscience (Nature Methods) doi:10.1038/nmeth.4152