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La nueva caja de herramientas unificada rastrea y analiza las neuronas
- autismoenvivo
- 21 jun 2021
- 3 Min. de lectura
Trazador de velocidad: Una nueva caja de herramientas unificada facilita el trazado digital, el modelado y el análisis de las neuronas.
POR RAHUL RAO
Fuente: Spectrum | 13/05/2021
Fotografía: Spectrum
Una nueva caja de herramientas unificada, denominada SNT, pretende consolidar una serie de tareas comunes mediante una interfaz gráfica de usuario.
Muchas herramientas de la neurociencia digital están diseñadas para usos especializados, lo que puede hacer tedioso, por ejemplo, el rastreo de neuronas -reconstruir la red de axones y dendritas ramificados de la célula- mediante un ordenador.
Una nueva caja de herramientas unificada, denominada SNT, pretende consolidar una serie de tareas comunes mediante una interfaz gráfica de usuario. SNT, descrito en Nature Methods en abril, facilita no sólo el rastreo de neuronas, sino también su modelado, análisis y visualización en 3D.
El recurso está construido en torno a ImageJ, un programa de procesamiento de imágenes basado en Java y desarrollado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos. "Esta [característica del SNT] ha permitido a otros científicos cuantificar las interacciones neurona-glía, el papel de la inflamación en el neurodesarrollo y la neuroregeneración", afirma Tiago Ferreira, principal desarrollador del SNT y especialista en investigación del Campus de Investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes en Ashburn (Virginia).
El SNT evolucionó a partir de un paquete de software llamado Simple Neurite Tracer. Después de que su creador original dejara de mantenerlo, Ferreira se hizo cargo de su desarrollo y lo fusionó con herramientas que había creado para su propia investigación, lo que dio lugar a la nueva caja de herramientas con un alcance mayor y un nombre abreviado.
Mapa mental: Pocas neuronas del cerebro de los ratones se conectan a una sola región, según descubrió el equipo utilizando el SNT.
El SNT sirve a dos tipos principales de usuarios, dice Ferreira. Los investigadores que trabajan en neurociencia celular lo utilizan para examinar cientos de imágenes de microscopio, reconstruir estructuras neuronales y analizarlas. Los científicos interesados en la conectómica, es decir, en cómo se conectan las neuronas entre las distintas partes del cerebro, también lo utilizan para examinar terabytes de datos de proyectos científicos anteriores.
"Estos laboratorios aprovechan el hecho de que el SNT puede programarse con varios lenguajes y puede acceder a varios repositorios de datos", dice Ferreira.
SNT está vinculado a un puñado de bases de datos, como InsectBrain, FlyCircuit, Virtual Fly Brain y NeuroMorpho. Ferreira y sus colegas probaron el SNT profundizando en otra base de datos vinculada: MouseLight, un repositorio de estructuras cerebrales de ratón desarrollado también en el Janelia Research Campus.
"Una de las cosas que hicimos para demostrar la utilidad de tener una herramienta de este tipo", dice Ferreira, "es que tratamos de hacer preguntas imparciales que ... no se pueden hacer realmente mirando las células en el sitio web de MouseLight".
En concreto, el equipo quería saber con cuántas áreas cerebrales se conecta una determinada neurona, por término medio, en el cerebro del ratón. Utilizaron el SNT para encontrar la distribución de las conexiones, lo que reveló que pocas neuronas se conectan a una sola región. "Todos habíamos subestimado... la influencia que una sola neurona puede tener en múltiples áreas del cerebro", dice Ferreira.
La SNT está todavía en fase de desarrollo y tiene sus limitaciones. Por ejemplo, aún no está optimizado para los superordenadores, aunque puede utilizarse como una biblioteca de scripts ad hoc, lo que permite que algunas de sus funciones se ejecuten en entornos que carecen de interfaz, como los clusters de ordenadores universitarios de alto rendimiento.
Por ahora, SNT puede rastrear neuronas de forma semiautomática, pero sus desarrolladores están trabajando en el entrenamiento de redes neuronales para automatizar completamente el proceso, dice Ferreira.
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