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30 Mayo 2023

Campos eléctricos esculpen la actividad neuronal y "afinan" la estructura cerebral

La información, como los objetivos o imágenes, se representa mediante la actividad eléctrica coordinada entre redes de neuronas.

El acoplamiento efáptico describe las influencias directas de los campos eléctricos del cerebro en neuronas individuales. Es diferente de la influencia de una neurona a otra a través de sinapsis. La actividad de poblaciones de neuronas genera campos eléctricos cerca de cada neurona y en el espacio extracelular a medida que las corrientes fluyen en sus dendritas, somatas y axones. A su vez, estos campos eléctricos influyen en la actividad de las neuronas individuales y sus partes.

Un trabajo de investigadores del MIT, la City-University of London y la Universidad Johns Hopkins postula que los campos eléctricos de la red influyen en la configuración física de los componentes subcelulares de las neuronas para optimizar la estabilidad y eficacia de la red, una hipótesis que los autores denominan "Acoplamiento citoeléctrico".

Los circuitos neuronales específicos que representan colectivamente un pensamiento u otro están coordinados por una actividad rítmica, más coloquialmente conocida como "ondas cerebrales" de distintas frecuencias.

Los ritmos "gamma" rápidos ayudan a transmitir imágenes de nuestra visión (por ejemplo, una magdalena), mientras que las ondas "beta" más lentas pueden transmitir nuestros pensamientos más profundos sobre esa imagen (por ejemplo, "demasiadas calorías"). El laboratorio ha demostrado que, en el momento adecuado, las ráfagas de estas ondas pueden transmitir predicciones y permitir la escritura, retención y lectura de información en la memoria de trabajo. También se interrumpen cuando lo hace la memoria de trabajo y han aportado pruebas de que el cerebro puede manipular ritmos en lugares físicos específicos para organizar mejor las neuronas con vistas a una cognición flexible, un concepto denominado "computación espacial".

Otros trabajos recientes han demostrado que, aunque la participación de neuronas individuales dentro de redes puede ser inconstante y poco fiable, la información transportada por las redes de las que forman parte está representada de manera estable por los campos eléctricos generales generados por su actividad colectiva.

En el estudio, los autores combinan este modelo de actividad eléctrica rítmica que coordina las redes neuronales con otras líneas de evidencia de que los campos eléctricos pueden influir en las neuronas a nivel molecular.

Si el cerebro transporta información en campos eléctricos y esos campos eléctricos son capaces de configurar neuronas y otros elementos del cerebro que forman una red, entonces es probable que el cerebro utilice esta capacidad. El cerebro puede utilizar los campos para asegurarse de que la red hace lo que se supone que debe hacer, sugieren.

Por decirlo (vagamente) en términos de teleadictos, el éxito de una red de televisión no es sólo su capacidad para transmitir una señal clara a millones de hogares. También son importantes detalles tan sutiles como la forma en que cada hogar de telespectadores dispone su televisor, su equipo de sonido y los muebles del salón para maximizar la experiencia. Tanto en esta metáfora como en el cerebro, dijo Miller, la presencia de la red motiva a los participantes individuales a configurar su propia infraestructura para participar de forma óptima.

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1016/j.pneurobio.2023.102465

Ciencia y Medicina

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