10.02.2017 La neurociencia busca la comprensión de los mecanismos subyacentes en la función cerebral, así como la aplicación de estos principios a nuevos tratamientos para combatir trastornos neuropsiquiátricos, y tal vez incluso la pérdida de conciencia. Dado que el cerebro humano se compone de miles de millones de elementos que interactúan de forma no lineal (principalmente neuronas y sus conexiones o sinapsis), la comprensión detallada de la función cerebral requiere considerar el cerebro como un sistema dinámico complejo.

Estudiar las complejas dinámicas cerebrales cuando el cerebro está despierto, dormido, bajo los efectos de la anestesia, en enfermedades mentales, o en estado de coma, es el propósito de un estudio que acaba de empezar liderado por Gustavo Deco (ICREA) y Ernest Montbrió, director e investigador del Centro de Cognición y Cerebro, respectivamente, en el Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, y que tendrá una duración de tres años.

Más concretamente, "Búsqueda de la complejidad subyacente en los estados cerebrales" es el trabajo que llevarán a cabo los investigadores gracias a una ayuda del Ministerio de Economía y Competitividad, en el marco de la convocatoria 2016 del Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica (Excelencia), que cuenta con una financiación total para el proyecto de 103.455, - euros.

Estudiar la dinámica de todo el cerebro a la luz de diferentes estados cerebrales

Este proyecto tiene como objetivo principal investigar la complejidad dinámica y los mecanismos subyacentes en los diferentes estados cerebrales (como la cognición, el sueño, la anestesia, y la enfermedad) mediante el análisis de la respuesta del cerebro a perturbaciones externas y eventos internos (ignición).

Como comentan los investigadores, "concretamente, nuestra hipótesis es que el análisis de la respuesta dinámica a las perturbaciones del cerebro entero, es diferente para los diferentes estados del cerebro y que esto revela propiedades fundamentales de la comunicación y procesamiento de la información intrínsecas a cada estado particular cerebral ". Y añaden: "este nuevo marco de investigación nos permitirá ir más allá de la mera descripción de los estados cerebrales concretos para concentrarnos en las características de comunicación y procesamiento de todo el cerebro, así como de cada una de sus áreas".

Para ello, los investigadores partirán de los últimos avances teóricos desarrollados en modelado computacional al Centro de Cognición y Cerebro para ajustarlos empleando múltiples datos obtenidos de los protocolos de perturbación e ignición (eventos internos) en humanos sanos y enfermos, datos que complementarán con registros provenientes de trabajos experimentales con modelos animales, de primates y hurones.

Del estudio se espera poder obtener modelos de todo el cerebro y sus propiedades en situaciones de perturbaciones externas y eventos internos o ignición. La hipótesis de partida es que la recuperación con modelo de perturbaciones proporciona una información crucial del nivel de comunicación en las dinámicas cerebrales subyacentes. La comprensión detallada de estas operaciones será clave para dilucidar los principios fundamentales de la función cerebral y su funcionamiento anómalo en las enfermedades neuropsiquiátricas.