Descubren una revolucionaria forma de mapear nuestra actividad cerebral

El cerebro humano está formado por unos 86.000 millones de neuronas unidas por billones de conexiones. Durante décadas, los científicos creyeron que la compleja red de conexiones del cerebro es la que determina su actividad e intentaron entender cómo surgen los patrones de actividad que definen nuestros pensamientos, sentimientos y comportamiento.

Se suele creer que ciertos pensamientos o sensaciones desencadenan actividad en determinadas partes del cerebro. Sin embargo, un nuevo estudio publicado en Nature revela que los patrones estructurados de actividad, asociados a pensamientos y sentimientos, se extienden por casi todo el cerebro y dependen de su forma, del mismo modo que una nota musical es el resultado de vibraciones a lo largo de toda la cuerda de un violín, no solo en un único segmento.

Las notas musicales surgen de patrones vibratorios preferidos de la cuerda que se producen en frecuencias resonantes específicas y están determinados por las propiedades físicas de la cuerda, como su longitud, densidad y tensión. De forma similar, el cerebro tiene sus propios patrones de excitación preferidos, determinados por sus propiedades anatómicas y físicas, como la forma y el tamaño.

En su estudio, los investigadores cuestionan la creencia convencional de que el cerebro está dividido en áreas diferenciadas, cada una especializada en una función concreta, como la visión o el habla.

Al mismo tiempo, defienden la teoría del campo neural, según la cual las ondas de excitación celular viajan continuamente por el tejido cerebral y los patrones de actividad de las ondas están influidos por la forma del cerebro.

De este modo, los expertos se permitieron comparar las ondas de excitación celular con las ondas producidas por las gotas de lluvia que caen en un estanque.

"Al igual que la forma de un estanque limita los posibles patrones formados por las ondas, los patrones ondulatorios de la actividad cerebral dependen de la forma tridimensional del cerebro", afirman los analistas.

Los científicos intentaron probar cómo esta teoría puede explicar más de 10.000 mapas distintos de la actividad cerebral a partir de miles de experimentos de resonancia magnética funcional. Las simulaciones por ordenador confirmaron que la estrecha relación entre la forma (así como las circunvoluciones del encéfalo) y la función del cerebro se debe a las ondas.

Estas simulaciones se basaron en un sencillo modelo de ondas, muy utilizado para estudiar otros fenómenos físicos como terremotos y corrientes oceánicas. El modelo utiliza únicamente la forma del cerebro para determinar cómo evolucionan las ondas a través del tiempo y el espacio.

A pesar de su simplicidad, este modelo explica mejor la actividad cerebral que el modelo más complejo y avanzado, que intenta captar detalles fisiológicos clave de la actividad neuronal y la compleja estructura de las conexiones entre regiones cerebrales.

En conjunto, los hallazgos sugieren que es necesario actualizar los modelos actuales del funcionamiento y mapeo del cerebro, afirman los autores. En lugar de centrarse únicamente en cómo pasan las señales entre zonas discretas, se debe investigar también cómo viajan las ondas de excitación por el cerebro, concluyen los científicos.

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