El cerebro de cada persona tiene su propia “huella digital” que lo hace único y cambia constantemente

Lo descubrieron en Suiza. La investigación se publicó en la revista Science Advances. En qué enfermedad neurológica se concentrarán para aplicar el hallazgo

El físico Enrico Amico lideró el estudio sobre la huella digital del cerebro humano en la Escuela Politécnica Federal en Lausana, Suiza/EPFL
El físico Enrico Amico lideró el estudio sobre la huella digital del cerebro humano en la Escuela Politécnica Federal en Lausana, Suiza/EPFL

En el siglo XVII, el médico italiano Marcello Malpighi observó la existencia de patrones distintivos en las yemas de los dedos. Esa observación fue clave para la búsqueda de formas de identificar a los seres humanos basándose en sus huellas dactilares. En la actualidad, el concepto de huella dactilar se ha ampliado a otros datos biométricos, como las grabaciones de voz y los escaneos de retina, entre muchos otros. Ahora, se descubrió que cada persona también tiene una “huella digital” cerebral que cambia constantemente.

Se trata de un descubrimiento realizado en Suiza por el científico Enrico Amico, becario en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Médicas y en el Centro de Neuroprótesis de la Escuela Politécnica Federal de Lausana. Amico dedicó sus últimos cinco años a la investigación. “Pienso en eso cada día y sueño por la noche. Ha sido toda mi vida desde hace cinco años”, dijo. Sus hallazgos acaban de publicarse en la revista especializada Science Advances.

“Mi investigación examina las redes y las conexiones dentro del cerebro, y especialmente los vínculos entre las diferentes áreas, con el fin de obtener una mayor comprensión de cómo funcionan las cosas”, explicó Amico. “Lo hacemos en gran medida utilizando escáneres de resonancia magnética, que miden la actividad cerebral durante un periodo de tiempo determinado”, añadió.

"Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, que se conocen comúnmente como conectomas cerebrales funcionales", dijo el físico Amico que generó esta imagen/EPFL
"Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, que se conocen comúnmente como conectomas cerebrales funcionales", dijo el físico Amico que generó esta imagen/EPFL

Su grupo de investigación procesa las exploraciones para generar gráficos, representados como matrices de colores, que resuman la actividad cerebral de cada persona. Este tipo de técnica de modelado se conoce en los círculos científicos como neurociencia de redes o conectómica cerebral.

“Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, que se conocen comúnmente como “conectomas cerebrales funcionales”. El conectoma es un mapa de la red neuronal. Nos informan sobre lo que los sujetos estaban haciendo durante su resonancia magnética: si estaban descansando o realizando otras tareas, por ejemplo. “Nuestros conectomas cambian en función de la actividad que se realizaba y de las partes del cerebro que se utilizaban”, señaló Amico.

Hace unos años, unos neurocientíficos de la Universidad de Yale que estudiaban estos conectomas habían encontrado que cada persona tiene una huella digital cerebral única. Comparando los gráficos generados a partir de resonancias magnéticas de los mismos sujetos tomadas con unos días de diferencia, fueron capaces de emparejar correctamente los dos escaneos de un determinado sujeto casi el 95% de las veces.

Neurocientíficos de la Universidad de Yale habían estudiado los conectomas del cerebro antes y habían encontrado que cada persona tiene una huella digital cerebral única
Neurocientíficos de la Universidad de Yale habían estudiado los conectomas del cerebro antes y habían encontrado que cada persona tiene una huella digital cerebral única

Los científicos pudieron identificar con precisión a un individuo basándose en su huella cerebral. “Esto es realmente impresionante porque la identificación se hizo utilizando sólo conectomas funcionales, que son esencialmente conjuntos de puntuaciones de correlación”, afirmó Amico.

Pero el investigador Amico, que es físico, decidió llevar ese hallazgo un paso más allá. En estudios anteriores, las huellas cerebrales se identificaban mediante escáneres de resonancia magnética que duraban varios minutos. Pero se preguntaba si esas huellas podían identificarse después de unos pocos segundos, o si había un momento específico en el que aparecían, y si era así, cuánto duraría ese momento.

“Hasta ahora, los neurocientíficos han identificado las huellas cerebrales utilizando dos escáneres de resonancia magnética tomados durante un periodo bastante largo. Pero, ¿aparecen realmente las huellas dactilares después de sólo cinco segundos, por ejemplo, o necesitan más tiempo? ¿Y si las huellas dactilares de diferentes zonas del cerebro aparecieran en distintos momentos? Nadie sabía la respuesta. Así que probamos diferentes escalas de tiempo para ver qué pasaba”, contó.

El nuevo estudio en Suiza encontró que la huella cerebral se puede obtener en 1 minuto y 40 segundos a través de resonancias magnéticas, según el doctor Amico (Getty Images)
El nuevo estudio en Suiza encontró que la huella cerebral se puede obtener en 1 minuto y 40 segundos a través de resonancias magnéticas, según el doctor Amico (Getty Images)

Su grupo de investigación descubrió que siete segundos no eran suficientes para detectar datos útiles, pero sí alrededor de 1 minuto y 40 segundos. “Nos dimos cuenta de que la información necesaria para desplegar una huella cerebral podía obtenerse en periodos de tiempo muy cortos”, expresó. “No hace falta una resonancia magnética que mida la actividad cerebral durante cinco minutos, por ejemplo. Escalas de tiempo más cortas también podrían funcionar”.

Su estudio publicado en Science Advances también demostró que las huellas cerebrales más rápidas empiezan a aparecer desde las áreas sensoriales del cerebro, y en particular las relacionadas con el movimiento de los ojos, la percepción visual y la atención visual. Con el paso del tiempo, también las regiones de la corteza frontal, las asociadas a funciones cognitivas más complejas, empiezan a revelar información única para cada uno.

Tras los resultados publicados, ahora la investigación sobre la huella digital del cerebro de cada persona se enfocará en la enfermedad de Alzheimer
Tras los resultados publicados, ahora la investigación sobre la huella digital del cerebro de cada persona se enfocará en la enfermedad de Alzheimer

El equipo de científicos tiene ahora en la mira a la enfermedad de Alzheimer, que implica un deterioro en las neuronas del cerebro. Van a comparar las huellas cerebrales de los pacientes sanos con las de los enfermos de Alzheimer. “Según mis hallazgos iniciales, parece que los rasgos que hacen que una huella cerebral sea única van desapareciendo a medida que avanza la enfermedad”, señaló Amico. “Cada vez es más difícil identificar a las personas basándose en sus conectomas. Es como si una persona con Alzheimer perdiera su identidad cerebral”.

En esta línea, las aplicaciones potenciales podrían incluir la detección temprana de afecciones neurológicas en las que las huellas cerebrales desaparecen. La técnica de Amico puede emplearse en pacientes con autismo, o el ictus, o incluso en sujetos con adicciones a diferentes drogas.Esto es sólo un pequeño paso más hacia la comprensión de lo que hace que nuestro cerebro sea único: las oportunidades que este conocimiento podría crear son ilimitadas”. La investigación de Amico fue posible gracias a una beca Ambizione del Fundación Nacional de Ciencias de Suiza.

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