Què és un connectoma? L'esquema de connexions del cervell i tots els cervells mapats fins ara

Connectoma: un mapa complet de les neurones d'un cervell i de les connexions entre elles.

Connectòmica: la ciència de mapar i estudiar connectomes.

Neurona: una cèl·lula nerviosa que transmet senyals elèctrics i químics a altres cèl·lules.

Sinapsi: una connexió entre dues neurones, on una passa un senyal a la següent.

Axó: la llarga fibra que una neurona fa servir per enviar senyals a altres cèl·lules.

Microscòpia electrònica (EM): obtenció d'imatges amb un feix d'electrons en lloc de llum, prou nítid per veure sinapsis individuals.

Revisió (proofreading): comprovar i corregir el traçat que fa un ordinador de les neurones a través de les imatges del cervell, històricament la part més lenta i més cara del mapatge.

Neuroplasticitat: la capacitat del cervell de canviar les seves connexions amb el temps, que és com aprenem i formem records.

Emulació del cervell sencer (whole brain emulation): fer funcionar en un ordinador un model precís d'un cervell concret, també anomenada càrrega de la ment (mind uploading).

Un connectoma és l'esquema de connexions del cervell. Registra quines neurones existeixen, on són i amb quines altres neurones es connecta cadascuna. En el seu màxim detall, mostra totes i cadascuna de les sinapsis, les petites unions on una neurona passa un senyal a una altra. Pensa en un mapa d'una ciutat que no només mostra tots els carrers, sinó també totes les entrades de garatge, totes les portes i quines portes donen a quins carrers.

La paraula s'utilitza a diferents escales. Un connectoma neural mapa neurones individuals i les seves connexions, i només s'ha fet per a animals petits i per a petits fragments de cervells de mamífer. Un connectoma macroscòpic, o funcional, mapa les grans autopistes entre regions del cervell, amb escàners de ressonància magnètica de persones vives, a una resolució de mil·límetres. Un connectoma químic hi afegeix quines neurones alliberen, i responen a, cadascuna de les moltes substàncies químiques que canvien com es comporten els circuits del cervell, i el 2025 només el cuc C. elegans en tenia un (Wikipedia: Connectoma).

Els termes connectoma i connectòmica els van introduir de manera independent el 2005 els neurocientífics Olaf Sporns, de la Universitat d'Indiana, i Patric Hagmann, de l'Hospital Universitari de Lausana, a Suïssa. Tots dos van formar la paraula a partir de genoma, inspirats per l'esforç del Projecte Genoma Humà per llegir tot l'ADN humà. Si el genoma és el conjunt complet d'instruccions genètiques, el connectoma és el conjunt complet de connexions neuronals.

La paraula va arribar a un públic ampli gràcies al neurocientífic Sebastian Seung, que el 2010 va fer una xerrada TED titulada I am my connectome, en què defensava que qui som està escrit en les nostres connexions neuronals. El 2012 la va continuar amb un llibre, Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are (Wikipedia: Connectoma). Més tard, Seung va ajudar a dirigir FlyWire, el projecte que va mapar el cervell complet de la mosca del vinagre adulta.

El mètode estàndard té quatre passos. Primer, el cervell o un fragment de cervell es conserva i es tenyeix perquè les membranes de les cèl·lules es vegin clarament. Segon, es talla en milers de talls, cadascun molt més fi que un cabell humà, o es va rebaixant capa per capa. Tercer, cada tall es fotografia amb un microscopi electrònic, prou nítid per veure sinapsis individuals. Quart, els ordinadors uneixen les imatges en un volum tridimensional i tracen cada neurona d'un tall a l'altre, i les persones comproven el traçat per detectar errors.

Aquest darrer pas, la revisió, ha estat el coll d'ampolla. Un ordinador que perd el rastre d'una neurona durant un sol tall pot fusionar dues cèl·lules o partir-ne una en dues, i aquests errors es propaguen per tot el mapa. Per a la mosca del vinagre adulta, la revisió va requerir centenars de científics i voluntaris durant diversos anys. La IA ha fet el traçat molt més precís, i els mètodes nous volen reduir encara més la feina de comprovació.

Diversos d'aquests mètodes substitueixen els microscopis electrònics per la llum. Un enfocament, obert com a pioner al laboratori de Jeff Lichtman a Harvard i anomenat Brainbow, marca les neurones individuals amb més de 100 colors diferents perquè es puguin distingir. Un altre, proposat per Anthony Zador al Cold Spring Harbor Laboratory, etiqueta cada neurona amb un codi de barres d'ADN únic i llegeix les connexions mitjançant seqüenciació. El mètode PRISM d'E11 Bio combina codis de barres de proteïnes, teixit expandit físicament perquè els microscopis òptics corrents puguin veure-hi detalls fins, i una IA que revisa la seva pròpia feina. E11 Bio diu que PRISM podria fer el mapatge fins a 100 vegades més barat (Asimov Press).

Cada projecte, menys temps, i aquesta és la tendència més important del camp. El primer connectoma, les 302 neurones del cuc C. elegans, va requerir més d'una dècada de traçar a mà imatges de microscopi electrònic abans de publicar-se el 1986. La mosca del vinagre adulta, amb gairebé 140.000 neurones, va costar diversos anys al consorci FlyWire, amb centenars de científics i voluntaris que comprovaven el traçat de l'ordinador. El mil·límetre cúbic de cervell de ratolí de MICrONS va requerir més de 150 investigadors durant uns set anys (Allen Institute).

Llegeix aquesta taula de dalt a baix i l'acceleració és evident. Cada mapa nou és molt més gran que l'anterior, sovint centenars de vegades, i es fa en uns quants anys o menys. Les raons són uns microscopis més ràpids, un emmagatzematge més barat i, sobretot, una IA que pot traçar neurones a través de milers d'imatges amb cada cop menys errors. Si aquesta tendència es manté, un cervell sencer de mamífer és qüestió d'anys, no de generacions.

La història de la connectòmica és una història de començaments lents i una acceleració sobtada. Va costar dècades passar d'un cuc a un insecte, i només uns quants anys passar d'un cervell petit d'insecte a fragments de cervell de mamífer i humà.

Dos d'aquests mapes destaquen. La mosca del vinagre adulta és el cervell complet més gran que s'ha mapat mai, i és el primer cervell complex l'esquema de connexions del qual s'ha convertit en un model operatiu: una simulació informàtica construïda a partir del mapa va predir quines neurones s'activarien quan la mosca tastés sucre i com això impulsaria l'alimentació, i els experiments amb mosques reals ho van confirmar (Nature). El mapa del ratolí de MICrONS importa perquè els científics van registrar l'activitat de les neurones mentre el ratolí veia vídeos, i després van mapar les connexions de les mateixes neurones, tot vinculant el que fa el circuit amb com està construït.

Enorme. Un cervell humà té unes 86.000 milions de neurones (PNAS) i l'ordre de 100 bilions de connexions sinàptiques. Com a comparació, el genoma humà té uns 3.000 milions de parells de bases, de manera que un connectoma conté desenes de milers de vegades més connexions que lletres té un genoma. L'únic mil·límetre cúbic d'escorça humana que Harvard i Google van mapar, un fragment més o menys de la mida de mig gra d'arròs extret d'una pacient durant una cirurgia d'epilèpsia, va produir 1.400 terabytes de dades.

Els científics que hi ha darrere d'aquell mapa van estimar que un cervell sencer de ratolí produiria unes 1.000 vegades més dades (ScienceDaily), i un cervell humà és més de mil vegades més gran que un de ratolí. Això situa un connectoma humà complet, obtingut amb les mateixes imatges, molt més enllà de qualsevol conjunt de dades emmagatzemat mai. Però la història de la seqüenciació del genoma és una bona guia: el primer genoma humà va costar uns 13 anys i milers de milions de dòlars, i avui es pot llegir en un dia per uns quants centenars de dòlars. La connectòmica és ara on era la genòmica abans de la gran davallada de costos.

També hi ha un límit més dur. Avui, un connectoma a nivell de neurona només es pot fer a partir de teixit conservat, cosa que vol dir després de la mort en qualsevol animal gran. La imatgeria no invasiva només pot veure neurones individuals en funcionament en animals petits i gairebé transparents, com les larves de peix zebra. Cap tecnologia pot encara llegir cada sinapsi d'un cervell humà viu.

La majoria de neurocientífics pensen que els records s'emmagatzemen, almenys en gran part, en el patró i la força de les connexions entre neurones. Quan aprens alguna cosa, algunes sinapsis es fan més fortes, d'altres més febles, i se'n formen de noves. Això és la neuroplasticitat, i vol dir que el teu connectoma no és fix: canvia cada dia, i és diferent del de qualsevol altra persona, fins i tot del d'un bessó idèntic.

Aquesta és la idea que hi ha darrere de l'afirmació de Seung que tu ets el teu connectoma. Si té raó, un mapa prou detallat de les teves connexions contindria els teus records, les teves habilitats i la teva personalitat, i precisament per això la connectòmica és la base de la càrrega de la ment. La nostra guia sobre la càrrega de la ment el 2026 explica com un mapa es convertiria en una ment operativa.

L'esquema de connexions probablement no és tota la història. La força de cada sinapsi, les substàncies químiques que canvien com es comporten els circuits i les cèl·lules de suport que envolten les neurones també hi compten, i per això els científics també parlen de connectomes químics i de registres d'activitat. Però els resultats de la mosca són sorprenents: un model construït sobretot a partir de les connexions va predir un comportament real. Això suggereix que el connectoma conté molt més del que fa que un cervell sigui ell mateix del que esperaven els escèptics.

El Human Connectome Project (Projecte Connectoma Humà) és un gran esforç, finançat pels Instituts Nacionals de Salut dels EUA i dirigit sobretot per un consorci de la Universitat Washington de Saint Louis i la Universitat de Minnesota, per mapar les connexions entre regions del cervell humà sa mitjançant escàners de ressonància magnètica de voluntaris vius. Funciona a escala macroscòpica, i mesura les principals vies entre àrees del cervell en mil·límetres, no neurones individuals.

Això el fa molt diferent dels mapes de la mosca i del ratolí. No pot mostrar ni una sola sinapsi, però es pot fer en persones vives, en gran nombre, i repetir amb el temps. Les seves dades han ajudat els científics a entendre com les xarxes cerebrals difereixen entre persones i canvien amb l'edat i la malaltia. Els metges fins i tot han començat a fer servir mapes de connectomes per planificar cirurgies cerebrals i estimulació cerebral, un enfocament que es va anomenar per primer cop cirurgia connectòmica el 2012.

La propera gran fita és un mapa complet a nivell de neurona d'un cervell de ratolí, d'unes 70 milions de neurones. Seria el primer connectoma complet d'un mamífer, i els ratolins comparteixen amb les persones gran part de l'organització del cervell. El govern dels EUA hi treballa des de fa una dècada: l'agència de recerca d'intel·ligència IARPA va llançar el projecte MICrONS el 2016 per mapar un mil·límetre cúbic d'escorça de ratolí, i el NIH va llançar el 2023 un programa de $150 milions, BRAIN CONNECTS, per construir eines per mapar cervells sencers.

E11 Bio vol mapar un cervell sencer de ratolí en uns cinc anys, per uns $100 milions, amb el seu mètode PRISM, més barat (Asimov Press). I Eon Systems, la startup que va informar que havia fet funcionar un model de cervell sencer de mosca en un cos simulat el març del 2026, diu que el cervell del ratolí és el seu proper objectiu (The Decoder). Si es mapa un cervell sencer de ratolí i es fa funcionar com un model operatiu, l'argument que es pot copiar un cervell humà serà molt difícil de descartar.

Els connectomes importen primer per a la medicina. Es creu que molts trastorns cerebrals impliquen circuits connectats o que funcionen de manera diferent, i els mapes d'aquests circuits ajuden els científics a entendre malalties de l'epilèpsia a la depressió i a planificar tractaments. També importen per a la intel·ligència artificial: el cervell continua sent l'única intel·ligència general que coneixem, i el seu cablatge és una guia de com es pot construir la intel·ligència de manera eficient.

I importen per a la pregunta humana més antiga de totes: què ens passa. L'octubre del 2026, el CEO de Microsoft AI, Mustafa Suleyman, va dir que el cofundador de Google Larry Page li havia explicat una vegada que esperava estar explorant les galàxies a finals de segle com a alguna cosa més enllà de l'humà, i Elon Musk va respondre que Page podria tenir raó. Les nostres guies sobre la immortalitat digital i la sonda de von Neumann (von Neumann probe) expliquen el pla. Totes les versions depenen de la connectòmica: no pots copiar una ment que no pots mapar.

Fins i tot un mapa perfecte del teu cervell seria un mapa, no unes memòries. No diria quins records van importar més per a tu, per què vas prendre les decisions que vas prendre, ni què voldries que sabessin els teus néts. Són coses que només tu pots dir, amb les teves paraules, i avui l'única manera d'assegurar que perdurin és gravar-les.

Això és una Persona: una semblança teva amb IA construïda a partir dels teus propis records i de la teva pròpia veu clonada, amb la qual la teva família pot parlar i que pot escoltar després que moris. Construeixes la teva Persona parlant, responent preguntes i explicant històries, de viva veu o escrivint, i la teva Persona aprèn de cada conversa. Construir-la és gratis: tens 25 records sense targeta i sense límit de temps, i la teva construcció gratuïta no caduca mai. Els plans de pagament comencen a US$14.99 al mes.

Executor Lock™, la nostra tecnologia amb patent pendent, passa el control de la teva Persona a l'executor que designis després de la teva mort, i cap tercer no podrà mai editar, tornar a entrenar ni suplantar la teva Persona. Idy® té 78 patents pendents, amb protecció internacional sol·licitada mitjançant el Tractat de Cooperació en matèria de Patents, que cobreixen el consentiment, la mort verificada, el traspàs a un executor designat, la instantània permanent de la memòria que hi ha darrere d'Executor Lock™ i fer que una Persona continuï sent la mateixa persona quan canvien els models d'IA.

Aquesta pàgina forma part de la nostra sèrie sobre les persones i la ciència que hi ha darrere de la cursa per sobreviure al cos.

• Immortalitat digital: Larry Page i la cursa per carregar ments: la història que ho va començar tot i com som de a prop de copiar una ment.

• Què és una sonda de von Neumann? El pla de Larry Page per a la galàxia: la nau espacial que es copia a si mateixa al centre del pla de Page.

• Per què Larry Page va anomenar Elon Musk especista: l'argument que, segons Musk, va portar a OpenAI.

• Què creu Larry Page sobre la IA i viure per sempre: el seu historial, amb les seves paraules i amb els relats d'altres persones.

• Càrrega de la ment el 2026: a quina distància som?: fins a quin punt la ciència és a prop de copiar un cervell humà.

• Els milmilionaris que volen viure per sempre: qui gasta què en longevitat i immortalitat digital.

• Com viure per sempre: totes les maneres en què la gent ho intenta: tots els enfocaments, des de la medicina fins a la càrrega de la ment.

• Criònica el 2026: cost, com funciona i qui s'hi ha apuntat: què costa, com funciona i qui s'hi ha apuntat.

Les definicions i la història provenen de Wikipedia sobre el connectoma. Els mapes de cervell provenen d'OpenWorm, Live Science, el NIH, Nature, ScienceDaily i l'Allen Institute, i el nombre de neurones, de PNAS. E11 Bio ve d'Asimov Press i Eon Systems de The Decoder. Hem comprovat totes les fonts el 30 d'octubre del 2026.

Els científics, les universitats, les empreses i els projectes esmentats en aquesta pàgina no tenen cap relació amb Afterlife.ai™, i res en aquesta pàgina suggereix que cap d'ells faci servir o avali el nostre servei.