Patrones de Conexion

Patrones de conexión

El estudio de las conexiones neuronales nos permite conocer mejor cómo se comunican o qué patrones de conexión existen entre las distintas partes del cerebro y observar, por ejemplo, qué circuitos cerebrales actúan en qué funcionalidad o cuales circuitos se ven afectados en personas con enfermedades.

Proyectos como Blue Brain trabajan en el modelado de integral de estas conexiones con el objetivo de descifrar y estudiar en detalle las estructuras cerebrales, integrando miles de datos para reconstruir digitalmente los circuitos neuronales y las estructuras cerebrales. Están desarrollando un mapa digital que recrea de la forma más precisa posible los senderos neuronales del cerebro humano y el modo en que estos se activan.
Después, les añaden las propiedades electrofisiológicas y las sinápticas para construir un modelo de los circuitos que refleje fenómenos como la oscilación lenta en las redes neuronales, una propiedad intrínseca de la corteza cerebral. Estas oscilaciones aparecen especialmente en algunas fases del sueño y consisten en oleadas de actividad neuronal  que viajan de un punto a otro de la corteza con una frecuencia de entre uno o cuatro segundos. El modelo digital que diseñan en el proyecto Blue Brain integra esta oscilación de baja frecuencia basándose únicamente en los datos.
 

La mejor forma de entender estos avances es la transición de la vigilia al sueño, proceso en el que están involucrados notables cambios en la actividad cerebral y sus conexiones. En el estado de sueño, los circuitos neuronales están en hiperexcitabilidad, mientras que cuando estamos despiertos (aunque no siempre) las neuronas están en una excitabilidad normal. Aunque, según explica Sean Hill, las fases de vigilia y sueño no son totalmente binarias. Es decir, cuando duermes el cerebro no tiene por qué estar dormido del todo y cuando estás despierto, el cerebro no tiene por qué estar despierto necesariamente.
Esta observación nos ha permitido conocer que hay una diferencia drástica en la conectividad del cerebro cuando estamos dormidos y cuando estamos despiertos. Uno de los procesos que actualmente cuenta con más evidencia para explicar esto es la hipótesis de la homeostasis sináptica, que sugiere que dormir por la noche es el precio que pagamos por tener la plasticidad cerebral que utilizamos durante el día.

 

 

Conocer estos patrones de conexiones entre las neuronas, que varían según las funciones o actividades que realizan, permiten conocer los diferentes estados del cerebro, cómo se relacionan los diferentes patrones de conexión o modos de excitabilidad y anticiparnos a posibles disfunciones o enfermedades.