Un estudio revela la arquitectura dinámica del cerebro con resonancia magnética funcional

Alicante, 9 sep (EFE).- Un estudio en el que participa el Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha revelado la arquitectura dinámica del cerebro con técnicas de resonancia magnética funcional y ha constatado que los retrasos en la comunicación entre regiones cerebrales son clave para entender la organización de las redes funcionales.

Publicada recientemente en la revista Cell Systems, esta investigación introduce "un enfoque innovador para el estudio de las conexiones cerebrales utilizando resonancia magnética funcional", según un comunicado de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche.

El Instituto de Neurociencias de Transilvania (Rumanía) interviene también en este trabajo, que cuenta con la colaboración de la Universidad Politécnica de Valencia.

A diferencia de los métodos convencionales que promedian una única red estática, los investigadores han empleado una aproximación que estudia la evolución temporal del peso de las conexiones, mediante el análisis de su distribución estadística en lugar de su activación media, lo que les ha permitido descubrir una arquitectura cerebral que es, a la vez, robusta y dinámica.

Según el investigador Santiago Canals, que lidera el laboratorio Plasticidad de las redes neuronales en el IN, "la velocidad de conexión entre regiones cerebrales es variable, lo que introduce distintos retrasos en la comunicación".

"Nuestro objetivo ha sido incorporar estos retrasos al análisis de conectividad funcional para obtener un método más preciso y sensible", ha explicado Canals.

Los resultados de esta investigación constatan la existencia de un esqueleto funcional formado por conexiones robustas sin retraso, que se complementa con un gran número de conexiones más débiles y cuyo peso varía en el tiempo, dando flexibilidad a la arquitectura funcional.

"Este enfoque dinámico permite capturar mejor la realidad del cerebro, que está en constante cambio. Nos ha permitido obtener resultados comparables en ratas, monos y humanos, y extraordinariamente consistentes cuando un mismo sujeto es escaneado de manera repetida en el tiempo, una cuestión poco habitual en el campo de la resonancia magnética", ha destacado Canals.

Uno de los descubrimientos más relevantes del estudio es la identificación del esqueleto, un conjunto de conexiones funcionales extremadamente fuertes y estables que actúan como la columna vertebral de la comunicación en el cerebro.

Estos nodos, a pesar de representar menos del 10 % de todas las conexiones estudiadas, desempeñan un papel esencial en la cohesión global de las redes cerebrales: mantienen una conectividad robusta que asegura la eficiencia en la comunicación entre distintas regiones.

"La eficiencia en la comunicación de la red se reduce dramáticamente cuando alguna de estas conexiones se ve comprometida, lo que subraya su importancia en la estructura funcional del cerebro. Por otro lado, los enlaces más débiles y dinámicos, amplifican extraordinariamente los posibles estados funcionales del sistema, proporcionando flexibilidad", ha señalado Canals.

Para desarrollar este estudio, los científicos han empleado datos de resonancia magnética funcional adquiridos en ratas, primates no humanos y humanos, así como datos de pacientes que sufren un trastorno por consumo de alcohol.

Estos hallazgos abren nuevas vías para identificar biomarcadores cerebrales más precisos y sensibles, capaces de detectar alteraciones sutiles en las redes neuronales, lo que podría tener implicaciones importantes en el diagnóstico de enfermedades neuropsiquiátricas, según la nota de prensa de la UMH. EFE

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