Investigadores del MIT han desarrollado tres innovadoras herramientas informáticas que permiten identificar y seguir automáticamente las neuronas en animales transparentes, como los gusanos y las medusas. Este avance tiene como objetivo profundizar en la comprensión de las raíces biológicas del comportamiento.
Para analizar cómo el cerebro controla el movimiento, los científicos suelen centrar su atención en pequeños animales transparentes, como los nematodos. Estos organismos presentan un fenómeno en el que las neuronas brillan cuando están activas, un proceso conocido como fluorescencia. A través de la observación de estos patrones lumínicos, los investigadores pueden determinar qué áreas del cerebro se activan durante diversos comportamientos.
No obstante, la naturaleza blanda y el movimiento constante de estos animales complican la tarea de distinguir cada punto brillante a lo largo del tiempo, dificultando el análisis. Para solucionar este inconveniente, el equipo del MIT ha creado tres programas de inteligencia artificial (IA) que utilizan redes neuronales.
El primer programa, denominado BrainAlignNet, se especializa en la alineación, es decir, en el seguimiento de una célula individual mientras se desplaza de un punto a otro en un vídeo. Este software ha demostrado ser 600 veces más rápido que las técnicas anteriores y alcanza una precisión cercana al 100%.
La segunda herramienta, llamada AutoCellLabeler, se encarga de identificar el tipo o nombre específico de cada neurona. Este proceso, conocido como anotación, aunque requiere un entrenamiento humano inicial, permite a la herramienta reconocer células con precisión, incluso en imágenes de menor calidad.
Finalmente, el tercer software, CellDiscoveryNet, es capaz de identificar y agrupar células similares en diferentes animales sin necesidad de supervisión humana. Antes de la implementación de estas herramientas, los expertos se veían obligados a invertir cientos de horas en la identificación manual de las células, un proceso que resultaba lento y costoso.
Con estas nuevas tecnologías, los investigadores pueden llevar a cabo estudios de otras criaturas, como las medusas, que presentan un desafío adicional debido a que pueden mover cualquier parte de su cuerpo de manera independiente. Gracias a los sistemas de IA desarrollados, los científicos tienen ahora la capacidad de recopilar datos de estos complejos movimientos de manera más eficiente.
En resumen, estas innovadoras herramientas ofrecen a los laboratorios una nueva metodología para estudiar el cerebro, eliminando la necesidad de sacrificar ni la velocidad ni la precisión en sus investigaciones.
