Apagones en la corteza cerebral explican el comportamiento en red de las neuronas

Un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sicences (PNAS), liderado por investigadores del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS), explica porqué las neuronas tienen una actividad correlacionada, es decir, porque no actúan de forma independiente, y el hecho de que una neurona emita impulsos hace que las demás lo hagan.

Los investigadores han descubierto que esto es debido a que durante períodos breves de tiempo el cerebro silencia su actividad y las neuronas dejan de disparar impulsos a la vez. Jaime de la Rocha, jefe del grupo IDIBAPS Dinámica de Circuitos Corticales, es el autor principal del trabajo, cuya primera firmante es Gabriela Mochol.

Las neuronas, cuando no responden a estímulos, emiten una serie de impulsos eléctricos a un promedio de 2-3 disparos por segundo. La forma de hacerlo es aleatoria e irregular y constituye lo que se conoce como variabilidad neuronal. Durante años, esta variabilidad ha sido objeto de estudio para tratar de determinar cómo se genera y las implicaciones que tiene en el procesamiento de la información en el cerebro.

Los investigadores se han centrado en estudiar si la variabilidad de cada neurona es independiente o no y cuál es la causa, a través del estudio de un grupo de 100 neuronas de la corteza auditiva de ratones en condiciones de anestesia.

Los resultados reafirman que la actividad de las neuronas está correlacionada y demuestran que no son independientes porque la red de la que forman parte tiene tendencia a silenciarse durante periodos muy breves de tiempo, y que esto ocurre de forma aleatoria.

“Es como si el circuito de miles de neuronas tuviese dos modos de operación: uno en el que las neuronas disparan 2-3 impulsos por segundo de forma independiente y otro en el que todas las neuronas se silencian”, explica de la Rocha.

“Nuestra hipótesis es que cuando la información debe procesarse de un modo fiable, el número de silencios disminuye y las neuronas emiten impulsos de forma independiente y, cuando las exigencias para el procesamiento no son elevadas, la red de neuronas se permite tener estos pequeños silencios a modo de descanso”, añade.

Estos resultados aportan información sobre los mecanismos responsables de la variabilidad neuronal y, aunque los experimentos se realizaron en condiciones de anestesia, los periodos de silencio también se producen cuando el animal está despierto. Así, se abre la puerta al estudio sobre si los periodos de silencio en condiciones de consciencia pueden tener impacto en el comportamiento y un peor procesamiento de la información frente a un estímulo.

(IDIBAPS)