Los científicos desvelan los misterios de la organización cerebral
Investigadores del Reino Unido y de Alemania han arrojado alguna luz sobre lo que entendemos acerca de los factores que controlan la organización y la distribución de los cerebros. Anteriormente se pensaba que para funcionar de la forma más efectiva, el sistema nervioso tendría principalmente conexiones de fibras nerviosas muy cortas entre las células nerviosas. Esta teoría se basaba en la idea de que crear y mantener las conexiones neurales comporta un coste metabólico importante, que debería ser reducido todo lo posible. Los investigadores llevaron a cabo análisis informáticos sofisticados para los estudios anatómicos de los cerebros del gusano nematodo Caenorhabditis elegans y del macaco. Los resultados han sido publicados en la revista PLoS Computational Biology. Para su sorpresa, descubrieron que ambas especies tenían un gran número de conexiones de larga distancia, hasta el punto de que si se conectaban de forma óptima, la longitud total podría reducirse hasta un 50 por ciento. Esto planteó la cuestión de por qué los sistemas nerviosos de estas especies tan diferentes estaban conectados de forma tan ineficiente, al menos aparentemente. Descubrieron que el cableado de red mínimo aumentaba significativamente la longitud de ruta media (en términos de número de pasos de conexión) entre puntos distantes de las redes. Según el artículo, mantener una serie de fibras largas aporta a las redes beneficios que compensan el coste de mantenerlas. En primer lugar, una señal no tiene que pasar por tantos pasos como ocurre con las fibras cortas donde los nodos intermedios pueden introducir señales de interferencia. En segundo lugar, la velocidad de procesamiento de señales, y, en última instancia, las decisiones conductuales que surgen de la señal, aumentan conforme se reducen los retrasos en la transmisión. En tercer lugar, las conexiones de larga distancia permiten a las regiones contiguas cerebrales así como a las alejadas recibir la señal al mismo tiempo, por lo que se facilita el procesamiento de la información de forma sincronizada. Por último, las fibras de larga distancia aumentan la fiabilidad del sistema, ya que con cada nodo de la ruta hay riesgo de que la información de la señal se pierda total o parcialmente. El Dr. Marcus Kaiser, investigador principal de la Universidad de Newcastle, compara el sistema con un viaje en tren entre Newcastle, que está al norte de Inglaterra y Londres. "Se llega a Londres mucho más rápido y fácilmente si se coge un tren que vaya directamente allí", explica. "Sin embargo, si se hace el viaje vía Durham, Leeds y Stevenage, cambiando de trenes cada vez, entonces se tarda más en llegar, y existe la posibilidad de perder alguna conexión en algún punto. Pasa lo mismo en el cerebro humano". "Muchos han sugerido que el cerebro es como un ordenador y que para conseguir una eficacia óptima tendría que tener conexiones principalmente cortas entre las células nerviosas", añadió el Dr. Claus Hilgetag, de la Universidad Internacional de Bremen. "Nuestra investigación sugiere que es esencial la combinación de diferentes longitudes de proyecciones neurales". Aunque la investigación no es probable que derive inmediatamente en tratamientos clínicos, los científicos creen que contribuirá a que entendamos enfermedades como el autismo y el Alzheimer. Los escáneres cerebrales de pacientes con estas enfermedades han demostrado que carecen de determinadas conexiones neurales de larga distancia.
Países
Alemania, Reino Unido