Un nuevo estudio revela que la dinámica colectiva del cerebro —su llamada criticidad— no es uniforme sino que está organizada jerárquicamente, reflejando la estructura anatómica del cerebro. Investigadores de Brasil y Australia descubrieron que las señales de criticidad cambian sistemáticamente a lo largo de la jerarquía conocida en la corteza visual y el hipocampo del ratón, proporcionando un vínculo directo entre la actividad neuronal y la arquitectura cerebral.
Liderado por Gustavo G. Cambrainha y sus colegas, el equipo aplicó métodos fenomenológicos de grupo de renormalización a datos de disparo neuronal a gran escala de la corteza visual y el hipocampo del ratón. Descubrieron que los exponentes de criticidad, que miden qué tan cerca está un sistema de un punto crítico, varían a lo largo del gradiente anatómico. Sorprendentemente, los exponentes basados en propiedades estáticas (como las distribuciones de tasas de disparo) mostraron un gradiente en una dirección, mientras que el exponente dinámico (relacionado con correlaciones temporales) apuntaba en la dirección opuesta. Esta organización dependiente de la medida sugiere una estructura más rica de lo que se pensaba anteriormente.
Además, cuando los ratones realizaban una tarea visual, las señales de criticidad se modulaban fuertemente, y las correlaciones entre los marcadores a través de las regiones cerebrales eran suficientes para reconstruir la jerarquía anatómica solo a partir de la dinámica. Los exponentes de escala seguían relaciones teóricamente predichas y covariaban con la posición jerárquica. El estudio, publicado en el servidor de preimpresiones arXiv, involucró grabaciones del sistema visual del ratón (áreas V1, LM, AL, etc.) y del hipocampo durante condiciones de reposo y tareas.
¿Por qué esto es importante para tu cerebro? Estos hallazgos sugieren que la capacidad de tu cerebro para operar cerca de un punto crítico —equilibrando orden y caos para un procesamiento óptimo de la información— no es uniforme. Diferentes regiones pueden estar ajustadas de manera diferente según su rol en la jerarquía. Esto podría explicar por qué algunas funciones cognitivas son más robustas o flexibles que otras. Comprender esta organización podría eventualmente ayudar a diseñar programas de entrenamiento que se dirijan a niveles jerárquicos específicos para mejorar el rendimiento cognitivo.
¿Qué puedes hacer? Si bien no puedes cambiar directamente los exponentes críticos de tu cerebro, puedes participar en actividades que promuevan una dinámica cerebral saludable. Los desafíos cognitivos regulares, la atención plena y el ejercicio físico han demostrado modular los patrones de actividad cerebral. Mantenerse mentalmente activo puede ayudar a mantener un estado crítico beneficioso en todos los niveles jerárquicos.
Fuente: arXiv q-bio.NC
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