El doctor Víctor M.Eguíluz, del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) ha participado en un estudio que revela que la estructura del tejido neuronal tiene grandes similitudes con otros sistemas de redes, como Internet o la red aeroportuaria, en los que con muy pocos enlaces se pueden cubrir grandes distancias, gracias a la presencia de nodos superconectados que acceden a toda la red y así transmiten cualquier señal de manera muy rápida.
De este modo, las distintas áreas del cerebro están conectadas entre sí a través de supernodos, lo que permite aumentar la eficacia y rapidez en la transmisión de la información, según el estudio cuyos resultados ha publicado la revista 'Physical Review Letters', en el que participa Eguíluz, doctor del organismo del CSIC-UIB con investigadores de la Northwestern University de Chicago y del T.J. Watson Research Center de IBM en Nueva York.
Así, el estudio revela que el daño que pueda sufrir alguno de estos supernodos conectores puede tener consecuencias graves en el funcionamiento de distintas áreas cerebrales, por lo que la investigación abre nuevas líneas de estudio con una clara aplicación médica.
Según informó la UIB, el proyecto utiliza la resonancia magnética funcional para analizar la evolución en el tiempo de un conjunto de señales cerebrales. Esta técnica, ampliamente empleada en la medicina, permite delimitar y ubicar el área o áreas cerebrales involucradas en una determinada función.
Así, si quisiéramos detectar algunas áreas involucradas en un movimiento concreto, como abrir o cerrar la mano, bastaría detectar aquellas que se activan y en las cuales se registra una señal intermitente (on-off) a través de resonancia magnética funcional.
La novedad del estudio es la aplicación de la física de redes al análisis de las distintas regiones cerebrales por medio de resonancia magnética funcional. Los investigadores han partido del análisis de las señales registradas en 35.000 pequeños volúmenes cerebrales, cada uno de ellos incluye unas 10.000 neuronas.
En este caso, sin embargo, no las han comparado con el señal on-off esperado, sino entre sí, a fin de localizar cuáles de estas 35.000 pequeños volúmenes están correlacionados para una función concreta y un tiempo determinado.
Los investigadores han comprobado que en el cerebro humano, con muy pocos enlaces, se pueden unir dos áreas cualquiera, por muy lejanas que esten. En esta propiedad, conocida como de pequeño mundo, radica la alta conectividad del tejido neuronal que comparte con otros sistemas de redes. Esto sólo es posible cuando no todos los nodos de la red son iguales, sino que algunos se comportan como superconectores.
Así, se trata de una estructura similar a la que sustenta Internet o comparable a la red de aeropuertos que comunica partes lejanas del planeta. El símil aeroportuario puede ayudar a entender esta estructura. Así,hay diversas categorías de aeropuertos, la gran mayoría tienen conexiones modestas, pero están conectados con algunos superaeropuertos y a través de estos pueden conectarse con lugares más alejados.
En el cerebro, como también en otros sistemas como la red aeroportuaria, Internet o algunas redes sociales, la estructura responde a lo que en economía se conoce como 'ley de potencia'. Así, a pesar de que la gran mayoría de los nodos presentan pocas conexiones, pueden encontrar supernodos que superan en cien veces la media de estas conexiones, convirtiéndose en los verdaderos nodos de distribución.
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