La actividad neuronal y la codificación sensorial
La despolarización o hiperpolarización del potencial de reposo de membrana o el potencial de acción que tiene lugar cuando se traspasa un umbral de despolarización son medidas de la actividad neuronal. La actividad eléctrica puede ser registrada a nivel de una única neurona o a nivel de poblaciones de neuronas (potencial de campo promedio). También se ha demostrado que las neuronas corticales individuales pueden alternar de manera espontánea entre periodos de reposo (ligeramente despolarizado) y periodos de actividad (hiperpolarizado). Además, estas fluctuaciones son más evidentes durante oscilaciones sincronizadas de ondas lentas registradas en poblaciones de neuronas, lo que hace suponer que estos dos fenómenos, hiperpolarización y despolarización, están relacionados. Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea NETDYNCORTEX (Network dynamics of auditory cortex and the impact of correlations on the encoding of sensory information) estudiaron la naturaleza estocástica de las redes neuronales corticales. Animales anestesiados con uretano exhiben patrones de actividad cortical parecidos a los patrones observados en animales no anestesiados. Por tanto, los investigadores estudiaron los periodos de reposo y de actividad en el córtex auditivo durante un periodo similar al sueño de ondas lentas en ratas anestesiadas. Los períodos eran más irregulares de lo que previamente se creía, sugiriendo que los dos fenómenos podrían no estar relacionados. Modelos informáticos de redes neuronales señalaron los posibles mecanismos que subyacen a la actividad y a la función de los periodos de reposo y de actividad. Posteriormente el equipo estudio las correlaciones de ruido, un fenómeno por el que dos células próximas tienden a compartir una parte de la variabilidad estadística de sus patrones de transmisión de impulsos nerviosos. Curiosamente, y a diferencia de estudios previos que sugieren que estas correlaciones se deben a conexiones anatómicas compartidas, los investigadores descubrieron que las correlaciones se debían principalmente a periodos en los que todas las neuronas no presentan potencial de acción. Un modelo confirmó está posibilidad. Para realizar predicciones sobre el papel de las fluctuaciones neuronales en la toma de decisiones basada en el procesamiento perceptual, se empleó un modelo informático que combina un circuito sensorial estándar con un circuito de toma de decisiones estándar. El modelo ayudó a resolver una importante contradicción en la literatura y las predicciones fueron corroboradas con registros neuronales obtenidos en experimentos con monos. Estudios adicionales analizaron el papel de la experiencia reciente en la predicción de estímulos parecidos en ratas sometidas a una tarea de discriminación auditiva. Los resultados del proyecto NETDYNCORTEX resaltaron la complejidad de las relaciones entre las dinámicas estocásticas no lineales presentes en los circuitos corticales, los mecanismos subyacentes y la percepción. Los datos han arrojado luz sobre potenciales mecanismos corticales responsables del procesamiento de información sensorial y han proporcionado valiosas herramientas para futuros estudios.
