Un nuevo artículo de investigadores de la Universidad de California San Diego y colaboradores revela que las redes excitatorias-inhibitorias (E-I) del cerebro operan como un juego competitivo, donde cada neurona actúa como un agente que intenta minimizar su propia energía. Este hallazgo, publicado en arXiv, ofrece un marco novedoso para entender cómo los circuitos neuronales logran estabilidad y realizan cálculos sin requerir simetría en las conexiones, una limitación importante de los modelos energéticos previos.
La investigación
Liderado por Simone Betteti, William Retnaraj, Alexander Davydov, Jorge Cortés y Francesco Bullo, el equipo extendió los modelos basados en energía a redes de tasas de disparo asimétricas. En los modelos clásicos, los paisajes energéticos solo funcionan cuando las conexiones son simétricas, una condición raramente encontrada en biología. Al enmarcar cada neurona como un agente interesado en sí mismo, los investigadores descubrieron una estructura de teoría de juegos subyacente a la dinámica neuronal. Utilizaron principios rigurosos de estabilidad de la teoría de redes para analizar cómo los circuitos E-I regulan la actividad. Al aplicar su marco a modelos estándar como Wilson-Cowan e inhibición lateral, mostraron que los microcircuitos de inhibición lateral en las columnas corticales actúan como potenciadores de contraste, agudizando selectivamente diferencias sutiles en la entrada sensorial a través de una interacción jerárquica excitación-inhibición. Esto cierra la brecha entre las visiones energéticas y de teoría de juegos de la computación neuronal.
Por qué es importante
Esta investigación proporciona una forma biológicamente fundamentada de diseñar arquitecturas neuronales estables, lo que podría influir en la inteligencia artificial y la computación inspirada en el cerebro. Para la cognición cotidiana, profundiza nuestra comprensión de cómo el cerebro equilibra la excitación y la inhibición para mantener la estabilidad mientras procesa información, un proceso crucial para la atención y el aprendizaje. Comprender estos principios puede ayudar a explicar por qué el entrenamiento cognitivo que desafía la inhibición puede mejorar la agudeza mental.
Qué puedes hacer
Participa en actividades que requieran inhibición, como el test de Stroop o rompecabezas complejos, para fortalecer el equilibrio E-I de tu cerebro. La práctica regular con ejercicios cognitivos puede mejorar tu capacidad para filtrar distracciones y enfocarte en detalles relevantes.
Fuente: arXiv q-bio.NC
¿Sientes curiosidad por tu propio cerebro? Haz nuestro test de CI adaptativo gratuito o prueba 306 niveles de entrenamiento cerebral.
