68047 Un modelo de los flujos de la actividad cerebral creado por científicos de la Universidad de Granada muestra que existe un equilibrio crítico entre avalanchas y calmas cuya ruptura puede provocar patologías mentales.
Muñoz y su colega Paolo Moretti trabajan en el Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional y en el grupo de investigación en Física Estadística y de los Sistemas Complejos de la UGR. Allí cuentan con el superordenador PROTEUS, que les ha permitido simular ese tráfico eléctrico de la actividad cerebral utilizando como atlas de carreteras el mapa de la conectividad neuronal más preciso que existe, elaborado por el neurocientífico Olaf Sporns en la Universidad de Indiana (EE.UU.).
Lo que Muñoz y Moretti han logrado es reproducir la circulación por la red neuronal en distintas condiciones de actividad o reposo para analizar cómo y en qué regiones del cerebro se distribuye ese flujo electroquímico. «Los episodios de actividad neuronal constituyen un mecanismo para entender cómo la información codificada en las neuronas viaja de un lugar a otro del cerebro, haciendo así posible la integración de toda la información, dando coherencia al sistema», apunta Muñoz.
Según publican los científicos en la revista Nature Communications, lo que han descubierto es que los patrones de actividad cerebral varían enormemente en intensidad, entre la llovizna y el diluvio. En algunos casos se producen avalanchas que, explica Muñoz, «no podemos comparar con el ejemplo del tráfico, porque para ello debería ocurrir que los coches, en un punto, pudiesen desdoblarse en varios y multiplicarse o evaporarse». El físico asemeja estos episodios a «terremotos que continuamente perturban la superficie de la Tierra, y que en un proceso de cascada desencadenan avalanchas sísmicas de gran variabilidad».
De acuerdo a los investigadores, la estructura jerárquica del cerebro posee el mando de control que permite regular la magnitud y la extensión de estas avalanchas, y si algo falla, las consecuencias pueden ser muy graves. «Si las avalanchas fuesen demasiado breves, la información codificada en ellas no podría viajar de una parte a otra del cerebro y no habría una coherencia suficiente para las operaciones cognitivas», señala Muñoz. «Por otro lado, si las avalanchas fuesen siempre demasiado intensas, el cerebro estaría en un estado perpetuo de terremoto devastador, o dicho con algo más de precisión, en un estado de perpetua actividad epiléptica».
El trabajo de Muñoz y Moretti resalta que esa capacidad de modulación permite al cerebro trabajar en un equilibrio crítico para que la información llegue a todas partes sin saturar el sistema. «Operar en condiciones críticas ofrece ventajas funcionales, como capacidades de computación óptimas, memoria y un amplio rango dinámico», escriben los autores en su estudio. Pero se trata de un delicado balance en el punto justo entre el exceso y el defecto, dos posibilidades que «serían nefastas para el correcto funcionamiento del cerebro y ambas se pueden relacionar con patologías mentales», concluye Muñoz. Algo que el escritor Philip K. Dick, autor del relato que dio origen a la película Blade Runner, observó con otras palabras: «La distinción entre la cordura y la locura es más estrecha que el filo de una navaja».
