Por fin sabemos cuál es el truco que utilizan las neuronas para coordinarse mejor: el secreto estaba en los fractales

El cerebro humano es el órgano más complejo que conocemos. Tanto es así que es quizás menos lo que sabemos que lo que no. Una de las grandes incógnitas sobre su funcionamiento es la de cómo logran coordinarse los miles de millones de neuronas que trabajan en nuestro encéfalo en una red con billones de conexiones.

Organización multiescala. Ahora un nuevo estudio ha revelado nuevos detalles sobre cómo las neuronas se organizan en el cerebro humano para desempeñar sus tareas de manera coordinada.

Alto rendimiento. En un artículo para The Conversation, el investigador de la Universidad de Sydney y coautor del esturio Brandon Robert Munn, explica con una analogía lo asombroso de la forma de trabajar de las células de nuestro cerebro. “Es un poco como ser trabajador en un negocio de alto rendimiento”, compara.

Munn se refiere al hecho de que las neuronas deben mantener un equilibrio entre habilidades individuales y el trabajo en equipo. La cuestión por determinar para el equipo era la de cómo lograban las neuronas lograr el balance adecuado.

40%-50%. El estudio de este “equilibrio de trabajo” reveló que las neuronas dedicaban entre el 40% y el 50% de su trabajo a “tareas individuales”, mientras que el resto se destinaba al “trabajo en equipo”. Uno de los puntos más llamativos del estudio es el hecho de que este patrón organizativo no es, ni mucho menos, exclusivo del cerebro humano sino que se puede observar en especies muy diversas dentro del reino animal.

El equipo observó esta división del trabajo en invertebrados como la mosca de la fruta o algunos nemátodos, así como en mamíferos como ratones y simios. Es decir, que animales separados por cientos de millones de años de evolución han mantenido esta forma organizativa, explica Munn. Si algo funciona, no lo cambies.

Fractales. El estudio reveló una “estructura fractal” en el funcionamiento del cerebro. Es decir, una estructura en la que las células crean redes que a su vez se integran en redes mayores hasta crear un organismo, de forma que los patrones de trabajo resultan similares independientemente de la escala en la que nos encontremos.

Visualizando a través del calcio. Para estudiar la forma de trabajar de las neuronas, el equipo recurrió a la visualización a partir del calcio. Se trata de una herramienta a medio camino entre el análisis de las neuronas a escala celular y los análisis cerebrales que permiten ver cómo se activan o desactivan regiones enteras del cerebro.

Esta metodología permite estudiar varias decenas de miles de neuronas en tiempo real, utilizando sensores fluorescentes que miden los niveles de calcio en las células, explica Munn. Los detalles del trabajo fueron publicados en un artículo en la revista Cell.

Adaptarse o morir. El equipo fue más allá de este análisis y realizó también simulaciones de la actividad neuronal bajo las circunstancias observadas. Comprobaron así que esta “división fractal” optimizaba el rendimiento de la actividad cerebral.

Esta estrategia habría permitido no solo optimizar recursos sino una gran adaptabilidad. Quizás por ello se ha convertido en una estrategia presente en cerebros separados por cientos de millones de años de evolución, como los cerca de mil millones de años que alejan a las moscas de los humanos.

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Imagen | Lakshmiraman Oza