¿Cómo fluye la información entre las regiones del cerebro cuando te mueves, recuerdas, sientes o hablas? Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de La Habana y el Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complejos aplica la teoría de la información a datos de fMRI basados en tareas, revelando patrones de conectividad que los métodos tradicionales podrían pasar por alto.
La investigación
Ania Mesa-Rodríguez, Ernesto Estevez-Rams y Holger Kantz analizaron exploraciones de fMRI de sujetos que realizaban cuatro tareas cognitivas: motora, memoria de trabajo, reconocimiento de emociones y lenguaje. En lugar de asumir redes cerebrales conocidas, utilizaron tres herramientas entrópicas —Densidad de Entropía, Complejidad de Medida Efectiva y distancia de Lempel-Ziv— para detectar dinámicas tanto lineales como no lineales en los datos. Estas medidas, arraigadas en la teoría de la información de Shannon, cuantifican la complejidad y la previsibilidad de las señales sin requerir modelos o parámetros previos.
Los investigadores descubrieron que estas métricas basadas en la entropía pueden identificar conexiones entre regiones cerebrales que emergen durante tareas específicas. El método es particularmente sensible a las interacciones no lineales, que son generalizadas en el cerebro en múltiples niveles funcionales. Debido a que el enfoque es exploratorio y basado en datos, puede descubrir conexiones o patrones previamente no identificados que los métodos basados en hipótesis pasan por alto.
El estudio, publicado en arXiv el 6 de julio de 2025 (v1) y revisado el 13 de julio de 2026 (v2), analizó datos de fMRI basados en tareas, aunque el tamaño exacto de la muestra no se detalla en el resumen. Los autores enfatizan que su marco es libre de modelos, lo que lo hace adecuado para la ciencia de descubrimiento en paradigmas cognitivos complejos.
Por qué es importante
Comprender cómo se comunican las regiones cerebrales durante diferentes tareas es fundamental para la neurociencia cognitiva. Esta investigación sugiere que las medidas teóricas de la información pueden servir como indicadores de las rutas de conectividad, ofreciendo potencialmente una nueva ventana a cómo el cerebro procesa la información. Para las personas curiosas sobre su propia cognición, esto subraya que las tareas mentales —como recordar una lista o reconocer una emoción— implican interacciones dinámicas y no lineales a través de redes cerebrales distribuidas. Los hallazgos también insinúan que la creatividad y la emergencia de patrones podrían estudiarse a través de lentes entrópicas similares.
Aunque no es una herramienta clínica directa, el enfoque podría eventualmente informar cómo evaluamos la flexibilidad cognitiva o detectamos cambios sutiles en la conectividad cerebral. Refuerza la idea de que el flujo de información del cerebro no es fijo sino que se adapta a las demandas de la tarea.
Lo que puedes hacer
- Participa en diversas actividades cognitivas —tareas motoras, de memoria, emocionales y de lenguaje— para ejercitar diferentes redes cerebrales.
- Desafía tu cerebro con problemas novedosos que requieran pensamiento no lineal, como rompecabezas o aprender una nueva habilidad.
- Mantente curioso sobre cómo varía tu propio rendimiento mental entre tareas; realizar un seguimiento de tus patrones cognitivos puede ofrecerte información personal.
Fuente: arXiv q-bio.NC
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