Uno de los grandes retos de la ciencia consiste en entender el cerebro humano. Equipos de investigación de todo el mundo están recopilando datos a un ritmo vertiginoso en muchas áreas, desde el conectoma del cerebro y la manera en que trabaja hasta la naturaleza de las enfermedades cerebrales y cómo podrán diagnosticarse y tratarse con mayor eficacia.

Pero aunar todos estos esfuerzos para generar objetivos alcanzables sigue siendo un problema. Por eso, la comunidad internacional de ciencias cerebrales se reunirá este mes en Nueva York (EEUU) para averiguar cómo coordinar sus trabajos dirigidos a alcanzar importantes retos comunes.

¿Cuáles son esos retos? Esa es una de las preguntas que también está sin respuesta. Así que una importante cuestión pendiente es: ¿en qué grandes retos deberían centrarse los neurocientíficos?

Hoy recibimos una respuesta gracias a una sesión de intercambio de ideas celebrada este año por muchos de los neurocientíficos más influyentes del mundo. Acaban de publicar sus conclusiones y afirman haber identificado tres grandes retos que serán alcanzables durante los próximos 10 años y por tanto deberían convertirse en el objetivo de la comunidad global de neurociencia.

El primer gran reto busca entender qué hace que los cerebros sean únicos. Hace mucho que los neurocientíficos saben que la estructura cerebral varía enormemente tanto dentro de una especie como entre especies distintas. Las variaciones se muestran tanto en su anatomía (bioquímica y conectividad) como en la manera en la que se desarrolla y la expresión génica que incluye este proceso.

"Entender los principios del diseño que gobierna la variabilidad podría representar la clave para entender la inteligencia y las experiencias subjetivas, además de la influencia de la variabilidad sobre la salud y la función", escribe el equipo de la sesión de intercambio de ideas.

Así que el primer gran reto que proponen consiste en mapear estas variaciones en un amplio abanico de especies, un ejercicio que denominan como neurocartografía anatómica. El informe detalla: "Dentro de una década, esperamos haber abordado este reto en cerebros que incluyen las Drosophila, el pez cebra, los ratones y los titís, y haber desarrollado herramientas para realizar análisis neurocartográficos masivos. El resultado será un 'Zoológico Virtual' de vanguardia con datos totalmente anotados y herramientas de análisis y descubrimiento".

El segundo gran reto consiste en averiguar cómo resuelve el cerebro los complejos problemas computacionales de la vida, como atravesar un terreno difícil, traducir idiomas y reconocer estados emocionales. Es una incógnita histórica. Mientras que los ordenadores más potentes del mundo luchan con estas tareas a pesar de una inverosímil potencia de procesamiento y megavatios de energía, el cerebro hace todo eso con poco más que un cuenco de gachas al día.

¿Cómo lo consigue ? Para averiguarlo, proponen estudiar cómo funcionan en concierto diferentes componentes cerebrales para orquestar complejos comportamientos. Esto requerirá una nueva generación de experimentos para hacerlo en entornos naturales. Y requerirá esfuerzos coordinados para estudiar estos mecanismos cerebrales a escalas distintas, por lo que diferentes equipos tendrán que colaborar estrechamente para coordinar su trabajo. "Estos experimentos generarán modelos a múltiples escalas de sistemas neuronales con el potencial de resolver tareas computacionales que ningún sistema informático actual es capaz de realizar", afirma el equipo.

El último reto consiste en emplear toda esta información para ayudar a diagnosticar y prevenir las enfermedades cerebrales y restaurar funciones cuando los cerebros resulten dañados. Gran parte de este trabajo se centrará en entender mejor cómo puede desviarse una función neuronal. Pero estos mejorados conocimientos también tendrán que traducirse en herramientas que mejoren la toma de decisiones médicas.

Existe otro objetivo que el equipo ha fijado para la comunidad global de neurociencia: desarrollar una infraestructura tecnológica para colaboraciones a escala global. Esta infraestructura ha sido denominada como la Estación Cerebral Internacional, en homenaje a la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés), que el grupo profesa admirar. La Estación Cerebral Internacional es en esencia un proyecto de computación en la nube que permitirá a los investigadores recopilar, compartir y analizar datos de manera que resulten accesibles para todos.

Todo esto suena increíblemente ambicioso, pero faltan varios detalles. Uno es el papel del Proyecto Cerebro Humano europeo, que actualmente dispone de unos 900 millones de euros en financiación. ¿Sería la Estación Cerebral Internacional un rival, una extensión o algún tipo de corolario de este proyecto?

Y, ¿qué pasa con el coste de la Estación Cerebral Internacional? El equipo no menciona cuánto podría costar ni quién podría asumir la factura (aunque su reunión fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y la Fundación Kavli).

En este sentido, la Estación Cerebral Internacional podría no representar el mejor ejemplo al que aspirar. La ISS costó más de 135.000 millones de euros y es, con diferencia, la máquina más cara del mundo.

Tal vez esos temas se hayan postergado deliberadamente a la reunión de "Coordinación de Proyectos Cerebrales Globales" que se celebrará en Nueva York el próximo día 19 de septiembre.

Una cosa que tiene a su favor este informe es el pedigrí de los cientificos que colaboraron en su redacción. Estos incluyen al antiguo director del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Derrames de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, Story Landis; el director del Instituto de Neurobiología Max Planck, Winfried Denk; la profesora de neurociencia del Instituto de Investigaciones Scripps Hollis Cline; y el genetista de la Universidad de Harvard (EEUU) George Church.

Será fascinante averiguar si el resto de la comunidad de ciencias cerebrales se muestra de acuerdo.

Ref: arxiv.org/abs/1608.06548: Grand Challenges for Global Brain Sciences