Nuestros cerebros viven “en el borde del caos”

Scientific Blogging / Ciencia Kanija
20/03/09

Un nuevo estudio dice que los cerebros humanos viven “en el borde del caos”, un punto de transición crítico entre la aleatoriedad y el orden. ¿Especulación teórica? Desde luego, pero esa es la naturaleza de la neurociencia.

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Los investigadores dicen que la criticalidad auto-organizada (donde los sistemas se organizan espontáneamente a sí mismo para funcionar en un punto crítico entre el orden y la aleatoriedad), puede surgir a partir de interacciones complejas en muchos sistemas físicos distintos, incluyendo avalanchas, incendios forestales, terremotos y ritmos cardiacos.

De acuerdo con este estudio, llevado a cabo por la Universidad de Cambridge, la Unidad de Ciencia Cognitivas y Cerebro del Consejo de Investigación Médica y la Unidad Clínica GlaxoSmithKline de Cambridge, la dinámica de las redes cerebrales humanas tienen algo importante en común con algunos sistemas superficialmente muy distintos de la naturaleza. Las redes computacionales demuestran que estas características también se han mostrado que tienen una memoria óptica (almacenamiento de datos) y capacidad de procesado de información. En particular, los sistemas críticos son capaces de responder muy rápida y extensamente a pequeños cambios en sus entradas.

“Debido a estas características, la criticalidad auto-organizada es intuitivamente atractiva como modelo para las funciones cerebrales tales como la percepción y acción, debido a que nos permitirían cambiar rápidamente de estados mentales y responder a condiciones del entorno cambiantes”, dice el co-autor Manfred Kitzbichler.

Los investigadores usaron técnicas de fotografía de vanguardia para medir los cambios dinámicos en la sincronización de la actividad entre distintas regiones de la red funcional del cerebro humano. Sus resultados sugieren que el cerebro funciona en un estado crítico auto-organizativo. Para apoyar esta conclusión, también investigaron la sincronización de la actividad en los modelos computacionales, y demostraron que el perfil dinámico que encontraron en el cerebro de reflejaba con exactitud en los modelos. De forma colectiva, estos resultados se acumulan a sólidas pruebas a favor de la idea de que la dinámica del cerebro humano existe en un punto crítico en el borde del caos.

De acuerdo con Kitzbichler, esta nueva prueba es sólo un punto de partida. “La siguiente pregunta natural que planeamos abordar en futuras investigaciones será: ¿cómo se relacionan las medidas de la dinámica crítica con el rendimiento cognitivo o desórdenes neuropsiquiátricos y sus tratamientos?”