Un científico de la USAL busca diseñar un simulador para avanzar en el estudio del cerebro

Un científico de la USAL busca diseñar un simulador para avanzar en el estudio del cerebro

septiembre 27, 2020 0 Por RenzoC


El científico de la Universidad de Salamanca (USAL) Sergio Miguel Tomé ha obtenido una de las prestigiosas becas Global Fellowship del programa Marie Sklodowska-Curie de la Unión Europea, dotada con más de 245.000 euros, para desarrollar, a lo largo de tres años y en colaboración con la Universidad Estatal de Nueva York, un simulador del espacio extracelular del hipocampo que permite avanzar en el conocimiento del cerebro.

Según la información brindada por la USAL, el proyecto tiene como objetivo desarrollar herramientas informáticas que ayuden a comprender el papel del espacio extracelular en los procesos básicos de neurociencia, la acción de neurofármacos o el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

Para la institución académica y de investigación Salamanca, “Entender el cerebro sigue siendo uno de los grandes retos del siglo XXI por la enorme cantidad de aspectos diferentes que influyen en su función”.

En este contexto, ha surgido el proyecto ‘Hessp’, que permitirá estudiar en el hipocampo cerebral, “uno de los elementos más desconocidos del cerebro, el espacio extracelular”, explicó el científico Sergio Miguel Tomé, doctor en Informática y Automatización y Maestro en Neurociencia.

En este sentido, “si la iniciativa llega al objetivos planteada abriría la posibilidad de simular el espacio extracelular de todo el cerebro ”, ha indicado la beca de investigación a través de la documentación aportada por la USAL.

Este hecho ayudaría a comprender “mucho mejor” diferentes procesos neurocientíficos básicos como la transmisión por volumen o procesos clínicos como la acción de neurofarmacéuticos en el cerebro, además de permitirnos profundizar un poco más en la comprensión del “papel que juega el espacio extracelular en el desarrollo y evolución de las enfermedades neurodegenerativas”, apuntó.

ORIGEN Y OBJETIVO DEL PROYECTO

El conocimiento y la formación interdisciplinar de Sergio Miguel Tomé ha sido el detonante de la propuesta de investigación con la que ha won la beca Global Fellowship.

Sobre el origen de la idea auspiciada por la convocatoria, el investigador ha repasado que desde hace algunos años le llama la atención “lo poco que se sabe aún sobre el espacio extracelular del cerebro teniendo en cuenta que se muestra como un elemento importante para su funcionamiento y para la salud de las personas ”.

Al mismo tiempo, considera que la creación de herramientas de simulación por computadora puede ser “una nueva forma” de entender los procesos que ocurren en el cerebro, ha destacado que estos desarrollos serían “muy útiles” para cubrir la evidente dificultad de este tipo de estudios “cuya investigación in vivo en humanos es, por obvias razones, muy limitada”.

Partiendo de esta premisa, Sergio Miguel Tomé ha propuesto desarrollar un prototipo para simular procesos de difusión de sustancias generadas por el propio cerebro, o de origen externo, para el espacio extracelular correspondiente al área del cerebro. hipocampo.

En concreto, el proyecto ‘Hessp’ tiene como objetivo diseñar un simulador que “tenga una resolución que permita la concentración de un sustancia en la hendidura sináptica de una sinapsis mientras se simula el proceso de difusión de esa sustancia a través del hipocampo ”.

Este tipo de simulación es un “gran desafío informático”, pues, en palabras del científico, “si se intentara hacer una simulación física sería imposible porque con las capacidades de memoria actuales de las computadoras, la tecnología no permite crear un simulación para decirnos dónde está cada molécula en cada momento de tiempo de todas las moléculas que puede contener el espacio extracelular del hipocampo ”.

Por ello, el investigador ha propuesto en su proyecto la solución de “estudiar una arquitectura de simulación alternativa que mezcla la simulación física y los procesos de simulación estocástica ”.

ESPACIO EXTRACELULAR

El espacio extracelular, el espacio que queda entre todas las células del cerebro, ocupa el 20 por ciento del volumen del órgano y contiene un fluido constante. renovación lo cual es fundamental para que el sistema nervioso realice correctamente su función, ha indicado.

De hecho, en los últimos años papel que tiene en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, tal y como apunta la Universidad de Salamanca.

Asimismo, este espacio permite el equilibrio iónico a través de la membrana celular de las neuronas, proceso fundamental en la transmisión eléctrica de señales y transmisión sináptica; además de ser imprescindible en el canal de comunicación química entre neuronas, transmisión por volumen y una vía importante por la cual los neurofármacos se distribuyen una vez que ingresan al cerebro.

Al respecto, Sergio Miguel Tomé ha recordado que el efecto de un neurofármaco “depende de su concentración” y que “cuando un neurofarmacéutico entra en el cerebro, su paso por el espacio extracelular depende de la geometría y de los diferentes procesos que se dan en él ”.

SOPORTE INTERNACIONAL

Para llevar a cabo el proyecto de investigación La Universidad de Salamanca contará con la colaboración de la State University of New York (SUNY), contribuyendo así a la iniciativa con investigadores de ambas instituciones.

El estudio será supervisado y Consejo del catedrático de la Universidad de Salamanca Juan Manuel Corchado, junto al Grupo de Investigación Bisite, y del investigador en enfermedades neurodegenerativas Herman Moreno (SUNY).

Además, el trabajo contará con la participación de Ángel Fernando Porteros, del Instituto de Neurociencias de Castilla y León, y Sabina Hrabetova (SUNY), experta mundo en el espacio extracelular, entre otros científicos.



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