"Nos hemos planteado la creación del 'Google Maps' del cerebro"

La comprensión del cerebro humano y sus enfermedades es uno de los grandes retos científicos en la actualidad. La investigación sobre su funcionamiento se verá impulsada por uno de los proyectos más ambiciosos de la Unión Europea, The Human Brain Project (HBP) o Proyecto Cerebro Humano. La Comisión Europea lo apoyará como una de las iniciativas emblemáticas FET durante diez años y su financiación procederá de los programas marco de investigación de la Unión Europea, que desembocarán en el programa Horizonte 2020 (2014-2020).

El HBP persigue dar un impulso a la investigación en neurociencia para unificar nuestra comprensión de la estructura y función del cerebro humano, en medicina para combatir las enfermedades cerebrales y los trastornos mentales, y en informática para desarrollar nuevas y revolucionarias tecnologías.

Esta gran apuesta contará con la participación de más de 80 instituciones europeas y de otros continentes, entre las que se encuentra el Grupo de de Modelado y Realidad Virtual (GMRV), formado por investigadores del Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores y Ciencia de la Computación de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) y de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). El equipo de la URJC que participa en el HBP está liderado por Luis Pastor, director de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática de dicha universidad.

1.- Al tratarse de un proyecto de grandes dimensiones, ¿cómo va a estar coordinado y cómo se van a interrelacionar los diferentes resultados que se vayan obteniendo?

El proyecto HBP está compuesto por un total de 13 sub-proyectos, donde cada uno fija sus propias metas dentro del marco global que se ha establecido. De este modo, desde que se aprobó el proyecto, hemos tenido diferentes reuniones para concretar y desarrollar los objetivos generales que nos hemos planteado.

2.- ¿Cuál es el punto de partida desde el que arranca el grupo de investigación que usted dirige?

Durante los tres primeros años empezaremos a trabajar en una primera etapa, denominada ramp-up, y nuestra investigación estará enmarcada dentro de uno de los sub-proyectos: High Performance Computing Platform. Para nuestro grupo, este proyecto surge como una continuación del programa de investigación Cajal Blue Brain Project en el que llevamos trabajando aproximadamente unos cinco años, junto con grupos de la UPM y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

3.- ¿Qué objetivos se han marcado?

Para avanzar en la comprensión del cerebro hace falta ser capaces de trabajar con resultados de simulación y conjuntos de datos experimentales cada vez más complejos. Por ejemplo, uno de los objetivos que nos hemos planteado es crear una especie de 'Google Maps' del cerebro. Pero el cerebro es muchísimo más complejo de lo que podemos representar y manejar actualmente con instrumentos de este tipo.

4.- ¿En qué va a consistir el trabajo que van a desarrollar?

El cerebro humano contiene del orden de 10¹¹ neuronas y 10¹⁵ sinapsis, una cantidad difícil de asimilar (siguiendo a Javier de Felipe, director del proyecto Cajal Blue Brain, en un milímetro cúbico -poco más de la cabeza de un alfiler- podemos encontrar decenas de miles de neuronas y del orden de mil millones de sinapsis). Por lo tanto, nuestro principal objetivo es desarrollar herramientas que permitan la realización de tareas de análisis visual interactivo de datos tan complejos como los que podemos encontrar al trabajar con el cerebro humano.

Para poder entender el resultado de un experimento o una simulación en un entorno de esta complejidad necesitamos ayudas que simplifiquen lo que estamos viendo, que nos permitan realizar operaciones de análisis (como búsquedas, comparaciones o incluso resaltar resultados que no estuviésemos buscando), y que nos ayuden en tareas como el planteamiento o la verificación de hipótesis y la extracción de conclusiones. La visualización analítica o visual analytics persigue este fin, mediante el desarrollo de herramientas de visualización e interacción que potencien la capacidad de análisis de las personas al enfrentarse a datos y escenarios complejos. Podríamos decir, por tanto, que nuestro objetivo en el HBP es el desarrollo de herramientas de visualización analítica que faciliten la comprensión y asimilación de la ingente cantidad de datos que este proyecto suministrará a los científicos y técnicos que participan en el HBP.

Simulación 'Paseo por el neuropilo', GMRV-URJC

5.- ¿A qué obstáculos se enfrenta la tecnología informática actual, si es que se le plantea alguno?

El principal problema es la complejidad. Una simulación a gran escala del cerebro humano requiere ordenadores con capacidades de cálculo y de memoria mucho más allá de lo que tenemos en la actualidad, por no hablar de nuestra capacidad de analizar los resultados que se produzcan.

6.- ¿Qué transcendencia pueden tener los retos tecnológicos que se han planteado?

El estudio del cerebro humano es muy importante, primero, por la incidencia de sus enfermedades en la sociedad actual y las terribles consecuencias que suelen producir en las personas que las padecen, así como en sus familias. Además, una mejor comprensión del funcionamiento del cerebro nos permitirá posiblemente avanzar en el desarrollo de ordenadores, robots y demás sistemas de procesamiento de información. Y por último, el estudio del cerebro necesita el desarrollo de ordenadores y sistemas de mucha mayor capacidad que la disponible en las máquinas actuales. Estos sistemas podrán ser aplicados a multitud de campos científicos y técnicos en los próximos años.

Enlace al vídeo: Paseo por el neuropilo.