¿Es única? ¿Se mantiene inalterada a lo largo
del tiempo?
Se ha descubierto
recientemente que las conexiones estructurales de un cerebro son tan únicas que
los investigadores son capaces de identificar a una persona basándose en la "huella
digital" de su cerebro. Un equipo liderado por investigadores de la
Universidad Carnegie Mellon fue capaz de descubrir esta huella cerebral
utilizando un nuevo escáner MRI de difusión no-invasivo.
Usando la Resonancia
Magnética de Difusión, los investigadores fueron capaces de mapear el
conectoma, esto es, las conexiones
estructurales del cerebro o lo que se conoce como fibras de materia blanca. La
forma en que estas fibras de materia blanca están conectadas es única de
persona a persona, lo que permite a los investigadores identificar a alguien
con exactitud casi perfecta.
Este tipo de escaneado
MRI también permite a los investigadores "medir la integridad a lo largo
de cada segmento de los cables biológicos del cerebro" lo que ayuda a
distinguir patrones únicos. El escaneado de imágenes por resonancia magnética de
difusión es diferente de las exploraciones de resonancia magnética regular, ya
que es capaz de generar contraste en las imágenes mediante la difusión de
moléculas de agua en tejidos biológicos.
La cuantificación de
las diferencias o similitudes en los conectomas ha sido un desafío debido a la
inmensa complejidad de las redes cerebrales globales.
Los investigadores
utilizaron el método de Resonancia Magnética por difusión en 699 cerebros para medir sus conexiones
locales (las conexiones neuronales). Para crear realmente la "huella
digital" del cerebro, los investigadores tomaron los datos de la resonancia
magnética por difusión y luego la reconstruyeron para calcular la distribución
de la difusión de agua a lo largo de las fibras de la sustancia blanca (el
conectoma del cerebro).
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| Los datos de la MRI por difusión se reconstruyen para formar la "huella digital" del cerebro. Fotografía: Universidad de Carnegie Mellon |
Los investigadores
realizaron más de 17.000 pruebas de identificación con el fin de saber si la
huella cerebral es realmente única. Los investigadores no determinaron cuán
exacta era la huella digital, pero sí dijeron que eran capaces de determinar si
dos huellas cerebrales provenían de la misma persona o no "con una exactitud
del 100%".
La huella cerebral
se puede utilizar también como un marcador fenotípico. En el estudio se
encontró que los gemelos homozigóticos (hermanos que comparten la misma
dotación genética) tienen un porcentaje de similitud del 12,51%. Los gemelos
dizigoticos (hermanos nacidos en el mismo parto que no comparten la dotación
genética) son similares en un 5,14%. Los hermanos que comparten ambos padres
mostraban una similitud en la huella cerebral de un 4,51%, y todo ello relativo
a la diferencia entre individuos no relacionados.
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| Las diferencias y similitudes entre hermanos gemelos y no gemelos |
La organización
local de la arquitectura de materia blanca, o conectoma es realmente única para
cada individuo, por lo que es posible la medición de las diferencias en el
conectoma. El estudio encontró que la variabilidad en la arquitectura de la
materia blanca local viene parcialmente determinada por factores genéticos,
pero es extraordinariamente plástica a lo largo del tiempo.
El resultado de la
investigación también muestra que el carácter distintivo de las conexiones cambia
con el tiempo, un promedio de 12,79 % cada 100 días. Los cambios incluyen tanto el crecimiento como el decrecimiento de la conectividad en diferentes localizaciones
cerebrales. Esto significa que muchas de nuestras experiencias de vida se
reflejan de alguna manera en la conectividad de nuestro cerebro.
Se confirma, por
tanto, algo que siempre se ha asumido en
la neurociencia: que los patrones de conectividad en el cerebro son únicos para
cada individuo. Las experiencias compartidas, por ejemplo la pobreza o las
personas que tienen la misma enfermedad patológica, se reflejan en las
conexiones cerebrales, abriendo la puerta a posibles nuevos biomarcadores
médicos para ciertos problemas de salud.
Este nuevo enfoque
abre una nueva puerta para investigar la influencia de factores patológicos,
genéticos, sociales o ambientales en la configuración única del conectoma humano.
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