Un atlas asistido por IA representa el cerebro humano con un detalle sin precedentes

Investigadores del University College London (UCL) han desarrollado NextBrain, un nuevo atlas del cerebro humano asistido por inteligencia artificial (IA) que permite analizar escáneres cerebrales con un nivel de detalle nunca alcanzado. El estudio, publicado en Nature, supone un gran avance en neuroimagen y neurociencia, y podría transformar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el Alzheimer.

El cerebro humano está formado por cientos de regiones interconectadas que controlan pensamientos, emociones y conductas. Hasta ahora, los atlas cerebrales existentes solo podían identificar las estructuras principales, como el hipocampo, pero no sus subregiones, cuya diferenciación resulta clave para entender el progreso de enfermedades neurodegenerativas.

Para construir este atlas, el equipo de UCL trabajó durante seis años en un proceso descrito como “completar un rompecabezas de 10.000 piezas”. Usaron tejido cerebral post mortem de cinco personas, que fue seccionado, teñido y fotografiado al microscopio. Cada imagen fue posteriormente ensamblada en un modelo digital tridimensional, utilizando la IA para alinear las imágenes microscópicas con las resonancias magnéticas (MRI) previas de los mismos cerebros y evitar solapamientos o vacíos.

En total, se identificaron y etiquetaron 333 regiones cerebrales en los modelos digitales, una tarea que habría llevado décadas si se hubiera realizado manualmente. El resultado es un atlas “promedio” de los cinco cerebros, aplicable a cualquier cerebro adulto, tanto en sujetos vivos como fallecidos.

La precisión del atlas fue comprobada con miles de conjuntos de datos de MRI, mostrando una capacidad constante para identificar regiones cerebrales incluso bajo diferentes condiciones de escaneo. En un experimento, NextBrain logró etiquetar automáticamente regiones en una imagen de altísima resolución, reproduciendo con gran fidelidad el trabajo manual de expertos. En otro, permitió analizar más de 3.000 escáneres de individuos vivos y describir con más detalle los patrones de envejecimiento cerebral.

Todo el material del proyecto —datos, herramientas y anotaciones— ha sido liberado abiertamente a través de la plataforma FreeSurfer, junto con recursos de visualización y material educativo, con el propósito de impulsar la investigación global sobre el cerebro humano.