MADRID 2 (EUROPA PRESS)
Un estudio dirigido por investigadores del Turner Institute for Brain and Mental Health de la Universidad de Monash (Australia) ha examinado más de 10.000 mapas diferentes de la actividad cerebral humana y ha descubierto que la forma general del cerebro de una persona ejerce una influencia mucho mayor en cómo pensamos, sentimos y nos comportamos que su conectividad neuronal.
El estudio, publicado hen la revista 'Nature', aúna planteamientos de la física, la neurociencia y la psicología para derribar el paradigma centenario que destacaba la importancia de la compleja conectividad cerebral e identificar, en cambio, una relación hasta ahora no apreciada entre la forma y la actividad del cerebro.
El doctor James Pang, autor principal e investigador del Instituto Turner y de la Facultad de Ciencias Psicológicas de la Universidad de Monash, afirma que los resultados son importantes porque simplifican enormemente el estudio del funcionamiento, el desarrollo y el envejecimiento del cerebro.
"Este trabajo abre la posibilidad de comprender los efectos de enfermedades como la demencia y el ictus a partir de modelos de la forma del cerebro, que son mucho más fáciles de manejar que los modelos del conjunto de conexiones cerebrales", explica el doctor Pang.
"Durante mucho tiempo hemos creído que pensamientos o sensaciones específicas provocan actividad en partes concretas del cerebro, pero este estudio revela que en casi todo el cerebro se excitan patrones estructurados de actividad, igual que el modo en que una nota musical surge de las vibraciones que se producen a lo largo de toda la cuerda de un violín, y no sólo en un segmento aislado", afirma.
El equipo de investigación utilizó imágenes por resonancia magnética (IRM) para estudiar los modos propios, que son los patrones naturales de vibración o excitación en un sistema, en el que las distintas partes del sistema se excitan todas a la misma frecuencia. Los modos propios se utilizan normalmente para estudiar sistemas físicos en campos como la física y la ingeniería, y sólo recientemente se han adaptado al estudio del cerebro.
Este trabajo se centró en desarrollar la mejor manera de construir eficazmente los modos propios del cerebro.
"Al igual que las frecuencias de resonancia de una cuerda de violín vienen determinadas por su longitud, densidad y tensión, los modos propios del cerebro vienen determinados por sus propiedades estructurales (físicas, geométricas y anatómicas), pero qué propiedades específicas son las más importantes sigue siendo un misterio", explica el doctor Kevin Aquino, coautor del estudio, que trabaja en BrainKey y la Universidad de Sídney.
El equipo, dirigido por el profesor Alex Fornito, becario del Instituto Turner y de la Facultad de Ciencias Psicológicas, comparó la eficacia de los modos propios obtenidos a partir de modelos de la forma del cerebro para explicar distintos patrones de actividad con la de los obtenidos a partir de modelos de conectividad cerebral.
"Descubrimos que los modos propios definidos por la geometría del cerebro -sus contornos y curvatura- representaban la restricción anatómica más fuerte sobre la función cerebral, del mismo modo que la forma de un tambor influye en los sonidos que puede emitir", explica el profesor Fornito.
"Utilizando modelos matemáticos, confirmamos las predicciones teóricas de que el estrecho vínculo entre geometría y función está impulsado por una actividad ondulatoria que se propaga por todo el cerebro, del mismo modo que la forma de un estanque influye en las ondas que forma un guijarro al caer", añade.
Así, destaca que "estos hallazgos plantean la posibilidad de predecir la función del cerebro directamente a partir de su forma, abriendo nuevas vías para explorar cómo contribuye el cerebro a las diferencias individuales de comportamiento y riesgo de enfermedades psiquiátricas y neurológicas".
El equipo de investigación descubrió que, en más de 10.000 mapas de actividad por resonancia magnética, obtenidos mientras las personas realizaban distintas tareas desarrolladas por neurocientíficos para sondear el cerebro humano, la actividad estaba dominada por modos propios con patrones espaciales que tienen longitudes de onda muy largas, que se extienden a distancias superiores a 40 mm.
"Este resultado contradice la sabiduría convencional, según la cual la actividad durante distintas tareas suele darse en zonas focales y aisladas de actividad elevada, y nos dice que los métodos tradicionales de cartografía cerebral quizá sólo muestren la punta del iceberg cuando se trata de entender cómo funciona el cerebro", afirma el doctor Pang.
