0:00:09.660,0:00:10.690
Complejidad.

0:00:11.343,0:00:13.360
Nada describe mejor esta palabra

0:00:13.360,0:00:15.467
como el cerebro humano.

0:00:15.467,0:00:17.574
Por siglos hemos estudiado[br]

0:00:17.574,0:00:19.218
la complejidad del cerebro humano

0:00:19.218,0:00:20.862
usando las herramientas

0:00:20.862,0:00:22.753
y la tecnología actual,

0:00:22.753,0:00:24.644
desde la pluma y el papel[br]

0:00:24.644,0:00:26.537
en la era de Da Vinci,

0:00:26.537,0:00:29.450
a la invención del microscopio

0:00:29.450,0:00:32.563
para poder ver más [br]detalladamente dentro del cerebro,

0:00:32.563,0:00:36.223
hasta llegar a muchas nuevas tecnologías[br]de las que han oído hablar hoy.

0:00:36.223,0:00:38.530
Como la imagenología[br]o la resonancia magnética

0:00:38.530,0:00:41.895
que nos permiten ver [br]los detalles del cerebro.

0:00:41.895,0:00:44.372
Una de las primeras cosas [br]que notarán cuando vean

0:00:44.372,0:00:48.906
un cerebro fresco de humano[br]es el tamaño de la vasculatura

0:00:48.906,0:00:51.310
que cubre al cerebro por completo.

0:00:51.310,0:00:56.156
El cerebro es un órgano [br]metabólicamente voraz.

0:00:56.179,0:01:01.235
Consume un cuarto del oxigeno[br]de nuestra sangre

0:01:01.235,0:01:04.783
y aproximadamente la quinta[br]parte de la glucosa en la sangre

0:01:04.783,0:01:06.865
es usada por este órgano.

0:01:06.865,0:01:09.771
Es tan activo metabólicamente, [br]que la corriente de desechos

0:01:09.771,0:01:13.463
sale al líquido cefalorraquídeo.

0:01:13.463,0:01:17.671
Genera medio litro de CSF [br](liquido cefalorraquídeo) cada día.

0:01:17.671,0:01:21.920
Como saben, los investigadoras [br]han tomado ventaja

0:01:21.920,0:01:25.215
del gran flujo sanguíneo[br]y de la actividad metabólica

0:01:25.215,0:01:29.584
para "mapear" las regiones del cerebro;[br]para ver el funcionamiento del cerebro

0:01:29.584,0:01:31.085
de maneras muy importantes.

0:01:31.085,0:01:33.906
Ustedes habrán escuchado [br]sobre esta clase de estudios,

0:01:33.906,0:01:38.078
pero básicamente aprovechan [br]el metabolismo activo del cerebro

0:01:38.078,0:01:40.028
cuando realiza tareas específicas.

0:01:40.028,0:01:42.086
Podemos poner a una [br]persona en una máquina

0:01:42.086,0:01:44.411
y ver como varias áreas [br]del cerebro se iluminan.

0:01:44.411,0:01:48.378
Por ejemplo, ahora mismo esta[br]iluminada la corteza temporal.

0:01:48.378,0:01:51.475
El procesamiento auditivo empieza ahí, [br]eso prueba que escuchan mis palabras

0:01:51.475,0:01:53.245
y están procesando lo [br]que estoy diciendo.

0:01:53.245,0:01:55.015
Si observamos la parte [br]delantera del cerebro

0:01:55.015,0:01:56.787
vemos la corteza prefrontal

0:01:56.787,0:01:58.887
que es la parte de su cerebro[br]que toma decisiones.

0:01:58.887,0:02:02.153
Es una de las áreas del pensamiento[br]más complejo del cerebro.

0:02:02.153,0:02:08.151
Entonces, la cuestión [br]que más nos interesa

0:02:08.151,0:02:10.764
en el instituto Allen

0:02:10.764,0:02:13.935
es ir más a fondo, a nivel celular.

0:02:13.935,0:02:17.674
Cuando ven este corte de cerebro, no se [br]ve realmente como materia gris , ¿o sí?

0:02:17.674,0:02:20.694
Es más como una [br]materia bronceada o beige.

0:02:20.694,0:02:25.851
Los científicos, a finales del siglo XVIII

0:02:25.851,0:02:28.953
descubrieron que podían [br]teñir el tejido cerebral,

0:02:28.953,0:02:33.369
esto se complementó con varias[br]técnicas de observación al microscopio.

0:02:33.369,0:02:37.225
Ésta es la tinción de Nissl que colorea[br]los cuerpos de las neuronas.

0:02:37.225,0:02:40.795
Colorea estos cuerpos en morado.

0:02:40.795,0:02:43.795
Uno puede apreciar más [br]la estructura y la textura

0:02:43.795,0:02:45.579
cuando miras un corte teñido asi.

0:02:45.579,0:02:48.587
Uno puede ver las capas más externas[br]del cerebro y la neocorteza,

0:02:48.587,0:02:51.595
que es una estructura de [br]6 capas que nos vuelve

0:02:51.595,0:02:54.604
más únicos como seres humanos.

0:02:54.604,0:02:58.533
Como han oído, existen aproximadamente

0:02:58.533,0:03:03.555
86 mil millones de neuronas.

0:03:03.555,0:03:05.749
Estas neuronas no están desordenadas,

0:03:05.749,0:03:09.354
si no que se concentran[br]en estructuras específicas

0:03:09.354,0:03:11.619
que poseen cierta función

0:03:11.619,0:03:15.233
tanto a nivel anatómico como celular.

0:03:15.233,0:03:17.850
Si hacemos un acercamiento a estas células

0:03:17.850,0:03:20.467
podemos ver grandes neuronas y pequeñas

0:03:20.467,0:03:23.085
células de soporte llamadas[br]glía y astrocitos,

0:03:23.085,0:03:27.910
todas conectadas en una infinidad[br]de formas diferentes

0:03:27.910,0:03:31.720
y nos gusta pensar que [br]aunque son 86 mil millones

0:03:31.720,0:03:35.342
de células, semejantes entre sí,[br]como los copos de nieve,

0:03:35.342,0:03:39.597
éstas de hecho pueden dividirse en [br]un gran número de tipos o clases.

0:03:39.597,0:03:43.920
La actividad de cada tipo[br]particular de neurona

0:03:43.920,0:03:49.320
es controlada por los genes[br]activos en ella

0:03:49.320,0:03:51.590
los cuales conducen la [br]expresión de las proteínas que

0:03:51.590,0:03:53.860
guían la función de estas células,

0:03:53.860,0:03:56.131
a quienes se conectan, [br]qué tipo de morfología tienen.

0:03:56.131,0:04:00.485
Nos interesa mucho entender esta[br]clasificación en las neuronas

0:04:00.485,0:04:02.160
¿cómo hacemos eso?

0:04:02.160,0:04:05.768
Nosotros buscamos dentro de [br]la neurona, en el núcleo.

0:04:05.768,0:04:07.858
Llegamos al núcleo en la pantalla.

0:04:07.858,0:04:10.858
Y dentro del núcleo tenemos [br]23 pares de cromosomas.

0:04:10.858,0:04:12.749
La mitad proviene de mamá, [br]la otra mitad de papá,

0:04:12.749,0:04:16.825
Y cada cromosoma [br]contiene 25 mil genes.

0:04:16.825,0:04:21.565
Y estamos muy interesados en entender[br]cuáles de estos 25 mil genes

0:04:21.565,0:04:24.223
se encuentran activos, [br]y qué tan activos están.

0:04:24.223,0:04:28.042
Estos genes regulan la actividad[br]bioquímica neuronal

0:04:28.042,0:04:34.246
y cada célula de nuestro cuerpo tiene [br]la misma maquinaria bioquímica

0:04:34.246,0:04:37.137
y queremos entender [br]mejor como nuestra

0:04:37.137,0:04:42.090
bioquímica se relaciona [br]a nuestro genoma.

0:04:42.090,0:04:47.581
Entonces, ¿cómo logramos eso?

0:04:47.604,0:04:50.991
Tenemos que dividir al cerebro [br]con varios pasos sencillos.

0:04:50.991,0:04:53.996
Iniciamos en la oficina [br]del examinador médico,

0:04:53.996,0:04:56.414
que es el lugar a donde los [br]cadáveres son traídos,

0:04:56.414,0:04:58.814
y como ustedes lo vieron,

0:04:58.814,0:05:03.087
el trabajo que nosotros hacemos[br]es muy invasivo.

0:05:03.087,0:05:08.750
De hecho, necesitamos obtener[br]tejido fresco del cerebro

0:05:08.750,0:05:13.086
y lo necesitamos en las primeras 24 hrs.[br]por que el tejido empieza a descomponerse.

0:05:13.086,0:05:15.784
También necesitamos tejido normal[br]para nuestros proyectos;

0:05:15.784,0:05:18.904
tan normal como logremos conseguirlo.

0:05:18.904,0:05:24.787
En un periodo de [br]2 a 3 años de recolección

0:05:24.787,0:05:30.498
colectamos 6 cerebros de gran calidad,[br]5 eran de hombres, uno era de mujer.

0:05:30.498,0:05:35.501
Eso sólo se debe a que los hombres [br]suelen morir sorpresivamente

0:05:35.501,0:05:37.783
con más frecuencia que las mujeres,

0:05:37.783,0:05:42.816
y sumado a eso, son más [br]las mujeres que consienten

0:05:42.816,0:05:45.657
usar el cerebro de su pareja, [br]que los hombres.

0:05:45.657,0:05:49.384
Tenemos que investigar eso.

0:05:49.384,0:05:52.520
Hemos escuchado gente decir: [br]"de todas formas él no lo usaba".

0:05:52.520,0:05:56.890
(Risas)

0:05:56.890,0:06:00.558
Entonces una vez que extraemos el cerebro [br]debemos trabajar muy rápido.

0:06:00.558,0:06:06.316
Primero tomamos imágenes[br]de resonancia magnética.

0:06:06.316,0:06:08.502
Éstas desde luego lucen muy familiares.

0:06:08.502,0:06:12.004
Pero, este será el marco en donde[br]colocaremos toda la información.

0:06:12.004,0:06:13.607
Es también un marco de [br]referencia en coordenadas

0:06:13.607,0:06:15.510
con el que muchos investigadores [br]que hacen estudios de imagen

0:06:15.510,0:06:19.034
pueden hacer mapas dentro de [br]nuestras bases de datos;

0:06:19.034,0:06:20.391
un tipo de atlas.

0:06:20.391,0:06:22.964
También colectamos imágenes[br]mediante tensor de difusión

0:06:22.964,0:06:25.412
para obtener el "cableado" [br]de estos cerebros.

0:06:25.412,0:06:27.891
Luego, el cerebro se extrae del cráneo,

0:06:27.891,0:06:32.884
se rebana, se congela y se envía a Seattle,

0:06:32.884,0:06:35.225
al Instituto Allen de Ciencia Cerebral,

0:06:35.225,0:06:37.200
ahí tenemos técnicos expertos[br]en muchas formas

0:06:37.200,0:06:39.640
para continuar procesando el tejido.

0:06:39.640,0:06:45.746
Entonces cortamos rebanadas muy delgadas, [br]esta mide 25 micras de espesor;

0:06:45.746,0:06:48.148
aproximadamente el grueso de [br]un cabello de un bebé.

0:06:48.148,0:06:52.302
Se transfiere el [br]tejido al microscopio

0:06:52.302,0:06:55.509
y se tiñe con las técnicas[br]histológicas que ya mencioné

0:06:55.509,0:06:58.913
para darnos más contraste mientras [br]nuestro equipo de anatomistas

0:06:58.913,0:07:04.719
empieza a estudiar [br]la anatomía cerebral.

0:07:04.719,0:07:07.238
Después digitalizamos las imágenes

0:07:07.238,0:07:11.168
y todo pasa del laboratorio [br]húmedo al laboratorio seco.

0:07:11.168,0:07:15.967
Combinando los datos anatómicos que [br]obtuvimos de la resonancia magnetica

0:07:15.967,0:07:17.963
hacemos más fragmentos del cerebro

0:07:17.963,0:07:24.476
para estudiar un marco más pequeño[br]en el que podemos hacer esto.

0:07:24.476,0:07:27.284
Este es un técnico cortando[br]un delgado fragmento,

0:07:27.284,0:07:30.400
de nuevo una sección de 25 micras

0:07:30.400,0:07:32.614
y verán la herramienta [br]de Da Vinci, el pincel

0:07:32.614,0:07:35.205
que se usa para alisar [br]la superficie de este tejido.

0:07:35.205,0:07:38.728
Éste es tejido cerebral [br]fresco congelado

0:07:38.728,0:07:42.942
que se coloca cuidadosamente sobre [br]un porta objetos para microscopio.

0:07:42.942,0:07:45.107
Pueden ver que hay un código [br]de barras en el porta objetos

0:07:45.107,0:07:47.008
porque procesamos miles [br]y miles de muestras

0:07:47.008,0:07:50.654
y resguardamos toda la información[br]en un sistema electrónico.

0:07:50.654,0:07:53.536
Estas muestras están teñidas,

0:07:53.536,0:07:57.290
lo que nos permite obtener información[br]anatómica más detallada.

0:07:57.290,0:08:03.901
Esta información...se coloca aquí.

0:08:03.901,0:08:08.178
Este es un microscopio de captura láser

0:08:08.178,0:08:12.638
donde el técnico describe[br]un área en el tejido

0:08:12.638,0:08:15.244
y un láser, pueden ver[br]la luz azul cortando

0:08:15.244,0:08:19.411
muy al estilo de James Bond [br]cortando partes del tejido

0:08:19.411,0:08:21.973
y bajo esto pueden ver de nuevo[br]la luz azul del microscopio

0:08:21.973,0:08:23.538
que en tiempo real

0:08:23.538,0:08:25.898
colecta en un tubo

0:08:25.898,0:08:28.258
el tejido cerebral.

0:08:28.258,0:08:30.619
Entonces extraemos el ARN.

0:08:30.619,0:08:35.207
El ARN es el producto de [br]la activacion de los genes

0:08:35.207,0:08:38.056
y lo marcamos con [br]una luz fluorescente.

0:08:38.056,0:08:39.775
Lo que Uds. ven aquí

0:08:39.775,0:08:43.126
es una constelación del [br]genoma humano entero

0:08:43.126,0:08:45.466
esparcido sobre [br]una placa de cristal.

0:08:45.466,0:08:48.579
Estas pequeñas luces representan[br]los 25 mil genes

0:08:48.579,0:08:52.543
en aproximadamente 60 mil de [br]estos puntos. Este ARN fluorescente

0:08:52.543,0:08:56.915
se coloca en un portaobjetos[br]donde podemos contar

0:08:56.915,0:09:00.942
que genes están [br]activados y a qué nivel.

0:09:00.942,0:09:04.641
Hacemos esto una y otra y otra vez[br]a los cerebros colectados.

0:09:04.641,0:09:07.195
Mencione que colectamos 6 cerebros

0:09:07.195,0:09:10.813
y procesamos muestras de aproximadamente[br]1000 estructuras en cada cerebro.

0:09:10.813,0:09:14.501
Es una inmensa cantidad de datos

0:09:14.501,0:09:18.959
y mezclamos todos estos datos[br]en un espacio familiar

0:09:18.959,0:09:22.765
que es un recurso abierto y gratis para [br]los científicos alrededor del mundo.

0:09:22.765,0:09:24.759
En el Instituto Allen [br]llevamos generando este

0:09:24.759,0:09:28.674
tipo de fuentes de datos [br]durante casi una década.

0:09:28.674,0:09:32.439
Están al alcance de cualquiera,[br]con herramientas en línea.

0:09:32.439,0:09:38.350
Por ejemplo hoy, un día normal de trabajo [br]se registrarán mil visitas diferentes

0:09:38.350,0:09:43.629
desde laboratorios alrededor del mundo[br]para usar nuestros recursos y datos.

0:09:43.629,0:09:47.625
Los visitantes acceden a herramientas [br]como ésta, que les permite ver

0:09:47.625,0:09:50.961
la anatomía en [br]el marco que creamos

0:09:50.961,0:09:55.733
y empezar a mapear [br]las partes de su interés.

0:09:55.733,0:09:57.916
Pueden ver en [br]la estructura y luego en los

0:09:57.916,0:09:59.998
círculos de colores

0:09:59.998,0:10:02.666
que representan genes [br]específicos de su interés

0:10:02.666,0:10:05.394
que pueden estar [br]activados o silenciados

0:10:05.394,0:10:11.669
en estas áreas dependiendo[br]de su coloración.

0:10:11.669,0:10:14.532
Entonces, ¿qué hace la gente que[br]empieza a usar estas herramientas?

0:10:14.532,0:10:17.481
Bueno, algo que escucharán mucho

0:10:17.481,0:10:19.740
son estudios genéticos humanos.

0:10:19.740,0:10:23.311
Obviamente, si están muy interesados [br]en entender enfermedades

0:10:23.311,0:10:25.584
hay un componente genético[br]en muchas de ellas.

0:10:25.584,0:10:28.223
Así que si quieren mas información [br]deben hacer estudios a gran escala

0:10:28.223,0:10:31.275
y de ellos obtendrán [br]colecciones de genes,

0:10:31.275,0:10:34.789
una de las primeras cosas que [br]querrán será más información.

0:10:34.789,0:10:41.040
¿Hay algo más que pueda aprender[br]de la localización de estos genes,

0:10:41.040,0:10:44.175
que me de pistas adicionales de su función

0:10:44.175,0:10:49.189
y maneras en las que pueda[br]revertir la enfermedad?

0:10:49.189,0:10:52.421
También nos interesa entender [br]la diversidad genética humana.

0:10:52.421,0:10:55.425
Sólo hemos estudiado 6 cerebros

0:10:55.425,0:10:58.983
pero como sabemos, [br]cada ser humano es único,

0:10:58.983,0:11:00.624
¡celebramos las diferencias!

0:11:00.624,0:11:05.223
Esta es una foto de la fuerza de trabajo [br]del Instituto Allen de Ciencias Cerebrales

0:11:05.223,0:11:09.167
quienes hacen todo el trabajo[br]que hoy les he platicado.

0:11:09.167,0:11:15.365
Notablemente, cuando investigamos [br]a este nivel, los datos...

0:11:15.365,0:11:20.058
estos son demasiados datos de dos[br]individuos completamente diferentes

0:11:20.058,0:11:24.313
pero hay una gran correlación.

0:11:24.313,0:11:27.010
Medimos miles de datos [br]de expresión genética

0:11:27.010,0:11:30.124
a lo largo de muchísimas áreas del cerebro

0:11:30.124,0:11:32.420
y hay una gran coincidencia.

0:11:32.420,0:11:33.922
Esto nos animó.

0:11:33.922,0:11:36.927
Porque cuando generamos[br]esta enorme cantidad de datos

0:11:36.927,0:11:38.800
queríamos estar seguros que [br]tuvieran una gran calidad

0:11:38.800,0:11:41.057
y la reproducibilidad [br]también es importante.

0:11:41.057,0:11:43.930
Pero también era importante[br]porque pensamos que

0:11:43.930,0:11:46.904
nos da una gran foto o mapa [br]del interior del cerebro humano

0:11:46.904,0:11:50.873
y la gente que usa los datos aún con [br]una "n" (tamaño de muestra) pequeña

0:11:50.873,0:11:53.939
puede confiar en que [br]lo que ve tiene relevancia.

0:11:53.939,0:11:58.014
Ahora, no todo esta correlacionado, [br]tambien podemos ver algunos datos atípicos

0:11:58.014,0:12:00.389
y desde luego esos [br]datos son interesantes

0:12:00.389,0:12:03.043
con relación a las diferencias [br]interpersonales.

0:12:03.043,0:12:04.865
Hace un par de años [br]hicimos una investigación

0:12:04.865,0:12:09.238
para tratar de entender mejor [br]estas diferencias

0:12:09.238,0:12:12.500
y estudiamos muchos individuos y muchos[br]productos de la actividad de sus genes

0:12:12.500,0:12:15.993
y lo que encontramos es [br]una tendencia o regla

0:12:15.993,0:12:19.572
en que las diferencias ocurren en [br]tipos de células muy especificos,

0:12:19.572,0:12:23.797
tipos o clases de neuronas, [br]como mencione antes.

0:12:23.797,0:12:27.407
Este es un ejemplo, dos genes [br]diferentes que están activos en

0:12:27.407,0:12:29.929
capas muy especificas de [br]la neocorteza cerebral

0:12:29.929,0:12:32.767
sólo en uno de [br]los sujetos y no el otro.

0:12:32.767,0:12:36.395
No tenemos idea si esto se debe a [br]influencias o cambios ambientales,

0:12:36.395,0:12:39.269
o si es algo genético.

0:12:39.269,0:12:43.197
Hicimos un estudio en ratones[br]hace varios años

0:12:43.197,0:12:48.124
buscando genes que codifiquen para, [br]en este caso DRD2

0:12:48.124,0:12:52.249
el gen en la parte superior [br]es de un receptor de dopamina.

0:12:52.249,0:12:58.585
Abajo, la tiroxina hidroxilasa "TH" está [br]involucrada en la biosíntesis de dopamina

0:12:58.585,0:13:03.386
y estos dos productos de genes son [br]muy diferentes entre los tipos de células

0:13:03.386,0:13:06.038
en estas cepas de ratones.

0:13:06.038,0:13:11.643
En el cuadro de la izquierda tenemos la [br]C57Black6 que es una cepa común de ratón

0:13:11.643,0:13:15.461
y hasta la derecha una cepa silvestre.

0:13:15.461,0:13:19.704
Entre más avanzamos en los cuadros[br]más diferentes son genéticamente

0:13:19.704,0:13:23.798
y si observamos el patrón total[br]de evolución a lo largo

0:13:23.798,0:13:25.523
de la semejanza genética

0:13:25.523,0:13:28.199
entre más diferentes genéticamente

0:13:28.199,0:13:31.413
más diferentes son los cambios[br]en neuronas específicas.

0:13:33.650,0:13:36.498
El Instituto Allen en la próxima decada

0:13:36.498,0:13:38.830
iniciará un programa para

0:13:38.830,0:13:43.445
entender los tipos de células, [br]entender las diferencias celulares

0:13:43.445,0:13:46.956
y cómo estas se relacionan con las [br]propiedades funcionales del cerebro.

0:13:46.956,0:13:50.783
Creo que esta información es [br]crítica en neurociencias

0:13:50.783,0:13:54.093
para empezar a relacionar [br]las partes fundamentales

0:13:54.093,0:13:57.327
las células, cómo se conectan,

0:13:57.327,0:14:00.619
las moléculas que [br]regulan estas conexiones,

0:14:00.619,0:14:04.422
las moléculas que regulan las [br]propiedades electrofisiológicas,

0:14:04.422,0:14:06.549
las propiedades electroquímicas

0:14:06.549,0:14:09.993
y las propiedades funcionales[br]de estas células.

0:14:09.993,0:14:14.207
Hacemos esto en tres diferentes[br]áreas de investigación:

0:14:14.207,0:14:17.273
Primero nos centramos en [br]el sistema visual del ratón

0:14:17.273,0:14:21.198
para ver en tiempo real, [br]en un animal vivo,

0:14:21.198,0:14:25.791
las funciones y variantes [br]de diferentes neuronas

0:14:25.791,0:14:30.279
relacionamos esto con el concepto de [br]"las diferencias celulares" para entender

0:14:30.279,0:14:37.240
las moléculas y todas las propiedades[br]que se relacionan con la función visual

0:14:37.240,0:14:40.113
y entonces pasamos al humano.

0:14:40.113,0:14:46.128
En el ser humano juntamos ambos enfoques,[br]con los estudios de tejido que les mostré,

0:14:46.128,0:14:47.285
pero también

0:14:47.285,0:14:51.645
utilizamos técnicas "in vitro" con[br]tecnología de células troncales

0:14:51.645,0:14:55.359
aprendiendo a cultivar tipos muy [br]específicos de neuronas en una placa

0:14:55.359,0:14:58.358
para poder probar sus [br]propiedades funcionales

0:14:58.358,0:15:04.652
y regresar a aplicarlo a lo que aprendimos[br]en el ratón y el ser humano.

0:15:04.652,0:15:08.620
Terminaré diciendo que es un tiempo[br]emocionante para ser biólogo

0:15:08.620,0:15:11.487
ó neurocientífico, [br]

0:15:11.487,0:15:15.493
creo que la tecnología de hoy ha ido [br]mucho más allá de la pluma y el papel.

0:15:15.493,0:15:20.584
Es tiempo de un renacimiento en el [br]entendimiento de este órgano tan complejo.

0:15:20.584,0:15:21.990
¡Gracias!