Este avance podría ayudar a comprender enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
Investigadores de la Universidad de Florida (UF) crearon una nueva herramienta computacional basada en inteligencia artificial (IA), que es capaz de generar mapas del cerebro de un ratón en 3D y en alta resolución. Este mapa en 3D del cerebro de los ratones permite realizar acercamientos desde cualquier ángulo y visualizar características de las moléculas que producen energía para funciones cerebrales determinadas.
Esta herramienta de IA, desarrollada gracias a fondos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH, en inglés), representa un avance significativo en la comprensión de enfermedades como el Alzheimer y otros desordenes neurodegenerativos. Gracias a esta herramienta se puede comprender el rol del metabolismo en esta clase de enfermedades.
Un estudio publicado en Nature Metabolism explica cómo fue desarrollada esta herramienta denominada MetaVision3D y cómo se aprovechó la potencia de la supercomputadora de la UF, HiPerGator. Este avance podría abrir nuevas posibilidades para descubrir tratamientos específicos.
“Con nuestro método, podemos mapear con precisión la ubicación de moléculas en cada región cerebral. Esto es algo sin precedentes”, señaló el Dr. Ramon Sun, autor principal y director del Centro de Investigación Avanzada en Biomoléculas Espaciales de la UF. El equipo ha puesto a disposición del público la base de datos y el servidor web de MetaVision3D, lo que facilita la colaboración con otros investigadores que estudian la relación entre metabolismo y funciones cerebrales.
Para desarrollar esta herramienta, los investigadores escanearon 79 secciones del cerebro en capas ultradelgadas utilizando un avanzado sistema de imágenes. Posteriormente, la IA alineó y combinó estas imágenes para generar el modelo tridimensional. Esta técnica logra una precisión del 95 al 99% al correlacionar las moléculas con la anatomía cerebral, de acuerdo con Sun.
Xin Ma, coautor del estudio y estudiante de doctorado en bioestadística, explicó que la reconstrucción permite observar en detalle moléculas clave como carbohidratos y lípidos, esenciales para la función cerebral. Además, los científicos compararon cerebros sanos con modelos de Alzheimer y síndrome de Pompe, un trastorno genético poco común, identificando diferencias metabólicas que podrían guiar futuras investigaciones.
La creación de mapas cerebrales en 3D abre nuevas posibilidades para la medicina de precisión. Al integrar MetaVision3D con imágenes de resonancia magnética (IRM) y análisis genéticos, los investigadores esperan desarrollar tratamientos más específicos que actúen directamente en las áreas cerebrales afectadas, minimizando el impacto en zonas sanas.
“Para la prevención y tratamiento de enfermedades, hemos creado una nueva perspectiva para los biólogos”, concluyó el Dr. Li Chen, coautor del estudio y profesor asociado en el Departamento de Bioestadística de la UF.
