La revista especializada NeuroImage publica la investigación en neurociencia hecha en el IFISC (CSIC-UIB) sobre la capacidad del cerebro para predecir lo que pasará
La revista especializada en el estudio de las funciones del cerebro NeuroImage publica la investigación desarrollada en las Illes Balears sobre la Sincronización Anticipada (AS) en el cerebro. El artículo “Modelling positive Granger Causality and negative phase lag between cortical areas” recoge buena parte de la tesis de Fernanda Seligardi Matias, dirigida por Claudio Mirasso, profesor del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC (CSIC-UIB), centrada en entender la capacidad del cerebro para predecir o anticipar lo que pasará. La particularidad de este trabajo es que, además de elaborar un modelo teórico, también aporta datos experimentales. En concreto, se han incluido los resultados de pruebas realizadas en cerebros de primates, que pueden constituir la primera verificación del AS en el cerebro.
La sincronización anticipada (AS) es una forma de sincronización que ocurre cuando una influencia unidireccional es transmitida desde un generador a un receptor, pero la acción del receptor precede el generador en el tiempo.
Los investigadores del IFISC han elaborado un modelo teórico que explica la existencia de la sincronización anticipada entre dos zonas neuronales del cerebro. La primera (emisor) envía una señal a la segunda (receptor) y ésta, en lugar de esperar que llegue toda la información que se envía con esta señal, responde antes, avanzándose a la señal del emisor. Cada zona neuronal tiene neuronas inhibidoras y excitadoras. El estudio del IFISC demuestra que, dependiendo de la intensidad con la que actúan las neuronas inhibidoras sobre las excitadoras en la región receptora, hay posibilidades de ver respuesta anticipada o retardada dependiendo de la inhibición.
Pero el trabajo del IFISC no ha quedado únicamente en una propuesta teórica. La tesis balear adopta una perspectiva innovadora, ya que investiga la existencia del AS usando modelos biológicamente plausibles con la idea de ser capaces de proponer montajes experimentales en los que sea posible verificar esta sincronización. En este sentido, las pruebas realizadas en cerebros de primates en la Universidad del Atlántico de Florida sugieren la existencia de anticipación en la respuesta durante tareas cognitivas.
El modelo que proponen los investigadores del IFISC sugiere que la corteza cerebral de los primates puede operar en el régimen AS dinámico como parte de la función neurocognitiva normal. Se espera que la existencia de esta sincronización, observada entre regiones corticales en los primates, se pueda extender a la investigación de AS en humanos.
Estos estudios permiten a los investigadores conocer mejor cómo se conectan diferentes zonas del cerebro, y cuáles son los mecanismos que hacen que el cerebro pueda reaccionar en situaciones que requieren respuestas muy rápidas.
Los autores del artículo son: Fernanda S. Matias (Universidad de Pernambuco y IFISC, UIB-CSIC); Leonardo L. Gollo (Queensland Institute of Medical Research, Brisbane), Pedro V. Carelli (Universidad de Pernambuco), Steven L. Bressler (Universidad del Atlántico de Florida), Mauro Copelli (Universidad de Pernambuco) y Claudio R. Mirasso (IFISC, UIB-CSIC).
Fuente: IFISC (CSIC-UIB)
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Fecha de publicación: 06/06/2014