Las misteriosas señales en espiral del cerebro humano podrían ser la clave de nuestra cognición
Se han descubierto misteriosas señales en espiral en el cerebro humano, y los científicos que las descubrieron creen que podrían ayudar a organizar la compleja actividad cerebral.
Las señales, que aparecían como espirales de ondas cerebrales en la capa externa del cerebro, se descubrieron en escáneres cerebrales de resonancia magnética funcional (IRMf) de 100 adultos jóvenes, y aparecían tanto en reposo como realizando tareas.
Se desconoce la finalidad exacta de estos vórtices, pero sus descubridores creen que las señales en espiral podrían servir para enlazar distintas partes del cerebro y ayudar a procesar la información con mayor rapidez. Estos vórtices podrían incluso verse afectados por enfermedades cerebrales como la demencia y servir de inspiración para ordenadores avanzados que emulen los complejos procesos de la mente humana. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 15 de junio en la revista Nature Human Behaviour.
Las oleadas de actividad en el cerebro humano moribundo podrían indicar experiencias conscientes fugaces
El ser humano ya utiliza su cerebro al 100%
La lesión craneal de un músico le provocó una extraña sinestesia que le hacía "ver" música
"Al igual que los vórtices actúan en las turbulencias, las espirales participan en intrincadas interacciones que desempeñan un papel crucial en la organización de las complejas actividades del cerebro", afirma en un comunicado Pulin Gong, profesor asociado de Física de la Universidad de Sídney. "Las intrincadas interacciones entre múltiples espirales coexistentes podrían permitir que los cálculos neuronales se realizaran de forma distribuida y paralela, lo que daría lugar a una notable eficiencia computacional".
Vórtice en el córtex
La capa arrugada y más externa del cerebro -conocida como corteza cerebral- gestiona muchas de las tareas más complejas de la mente, como la memoria, la atención, el lenguaje, la percepción e incluso la propia conciencia. Muchos trastornos neurológicos, como la enfermedad de Alzheimer y la parálisis cerebral, afectan a la corteza cerebral.
Sin embargo, la neurociencia ha ignorado principalmente el córtex en sí y, en su lugar, se ha centrado tradicionalmente en las conexiones e interacciones entre neuronas (las células nerviosas del cerebro) para determinar cómo funciona este órgano arrugado. Para investigar la actividad que tiene lugar en el córtex, los científicos tomaron imágenes por resonancia magnética funcional (IRMf) de 100 adultos sanos de entre 22 y 35 años. Las misteriosas espirales, intrincados patrones de ondas cerebrales de diversos tamaños que giraban en torno a puntos centrales, estaban presentes en todos.
La función exacta de las espirales es un misterio, pero tras analizar los patrones turbulentos, los científicos creen que los vórtices pueden actuar como puentes de comunicación a través del cerebro, conectando distintas regiones en redes y, en ocasiones, incluso viajando a través del córtex. Al asignar a los participantes tareas mientras eran escaneados, como completar problemas matemáticos o escuchar una historia, los investigadores observaron que las espirales cambiaban de dirección, de las agujas del reloj a las contrarias, en distintas regiones del cerebro, una pista de que los vórtices podrían estar coordinando la actividad cerebral mediante cambios dinámicos de rotación.
"Una característica clave de estas espirales cerebrales es que a menudo surgen en los límites que separan distintas redes funcionales del cerebro", afirma en el comunicado Yiben Xu, primer autor y doctorando en Física por la Universidad de Sídney. "En nuestra investigación observamos que estas espirales cerebrales interactivas permiten reconfigurar de forma flexible la actividad cerebral durante diversas tareas relacionadas con el procesamiento del lenguaje natural y la memoria de trabajo, lo que consiguen cambiando sus direcciones de rotación."
Los investigadores afirman que su estudio debería impulsar un cambio en la investigación neurocientífica hacia fenómenos cerebrales a mayor escala. Con el tiempo, los procesos cerebrales a múltiples escalas podrían unirse para obtener una imagen más completa del funcionamiento de la mente.
Gong afirma que aprender más sobre el complejo funcionamiento de nuestro cerebro también podría tener el potencial de "hacer avanzar potentes máquinas de computación inspiradas en el intrincado funcionamiento del cerebro humano".
"Al desentrañar los misterios de la actividad cerebral y descubrir los mecanismos que rigen su coordinación, nos acercamos a liberar todo el potencial de comprensión de la cognición y la función cerebral", afirma Gong.
