El ruido de fondo de las neuronas ayuda al cerebro a ser ordenado
http://ecodiario.eleconomista.es/ciencia/noticias/7535701/05/16/El-ruido-de-fondo-de-las-neuronas-ayuda-al-cerebro-a-ser-ordenado.htmlCientíficos de Ciencias Experimentales y de la Salud de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y del IDIBAPS del Hospital Clínic de Barcelona han descrito por primera vez el mecanismo de coherencia estocástica en la corteza cerebral y cómo el ruido de fondo de las neuronas ayuda a que se comporten de forma ordenada.
Los investigadores han puesto como ejemplo que la actividad cerebral en su conjunto podría compararse con la imagen de la pantalla de un televisor no sintonizado: una imagen ruidosa formada por puntos blancos y negros.
PUBLICIDAD
inRead invented by Teads
La pregunta que se hicieron entonces los investigadores fue: ¿cómo es posible que el cerebro funcione de forma tan ordenada?. Los equipos de Jordi García Ojalvo, líder del Laboratorio de Dinámica de los Sistemas Biológicos y catedrático de la UPF, y Maria V. Sánchez-Vives, líder del equipo de Neurociencia de Sistemas en el IDIBAPS, han estudiado el fenómeno de la 'coherencia estocástica' en el cerebro en una investigación que publica hoy la revista Nature Physics.
Ruido de fondo
Según los investigadores, las neuronas del cerebro no parecen seguir un patrón de comportamiento ordenado y raramente la actividad de una neurona individual muestra regularidad en sus impulsos.
¿Cómo se explican entonces los ciclos tan marcados que rigen el funcionamiento de nuestro cerebro, en especial en periodos de sueño? Los investigadores han apuntado como responsable al llamado "ruido de fondo", es decir, el conjunto de señales aleatorias que se dan habitualmente en cualquier sistema y que son normalmente consideradas como indeseables.
Según la investigación, si una respuesta neuronal depende de que la magnitud de la señal alcance cierto umbral, quizás la señal por sí sola, aunque sea cíclica y regular, no llegue al umbral necesario para desencadenar dicha respuesta.
Sin embargo, si a esta señal cíclica se le añade un ruido de fondo, el valor de la señal aumenta, y se llega a superar así el umbral necesario que dará lugar a la respuesta.
Otras compareciones
Los investigadores han señalado que este mecanismo ha sido descrito con anterioridad en otro tipo de sistemas como en las glaciaciones de la Tierra, por ejemplo, que se han sucedido de forma bastante regular a lo largo de millones de años.
Sin embargo, el eje de rotación de la Tierra no es suficiente como para explicar estas glaciaciones periódicas sino que se trata de resonancia estocástica: fluctuaciones aleatorias (ruido de fondo) las que se suman a la díébil oscilación del eje de rotación y otorgan regularidad a las glaciaciones.
El fenómeno se ha descrito tambiíén en sistemas biológicos como en el pez espátula, que detecta su alimento, el plancton, a travíés de díébiles oscilaciones elíéctricas que íéste emite de manera regular.
Un estudio de la Universidad de Missouri demuestra que, añadiendo ruido de fondo (oscilaciones elíéctricas aleatorias) al sistema, el pez detecta más fácilmente el plancton y por ello, ingiere más.
El equipo de la UPF y del IDIBAPS ha estudiado la corteza cerebral simulando el estado de sueño profundo, y ha descrito por primera vez esta 'coherencia estocástica' en el cerebro.
Para ello, controlaron el nivel de ruido variando la excitabilidad de la corteza, y observaron que las ondas lentas características del sueño profundo se hacen más regulares cuando dicha excitabilidad, y por tanto la aleatoriedad, aumenta.
Así, han logrado detectar que hay un nivel de ruido que es óptimo para alcanzar la máxima regularidad, a partir del cual el ruido domina sobre el orden.
Resulta que el ruido de fondo, comparable a los puntos blancos y negros que se ven en un televisor no sintonizado, es lo que permite que las señales tan irregulares que generan las neuronas se conviertan en oscilaciones que a menudo muestran la regularidad de un reloj, han concluido los investigadores.
