Desenmarañando la red neuronal

Rodrigo Soto

El Caenorhabditis elegans (nematodo o gusano redondo) sintió un agradable cosquilleo en su pequeño cuerpo de apenas 1 milímetro, fue así que se estiró y fue recuperando sus cortas pero preciadas funciones corporales, para salir de la hibernación que se encontraba. Su simple red neuronal, compuesta por aproximadamente 302 neuronas, le daba la instrucción que tenía que moverse para buscar alimento, para que así su sistema nervioso enviara las señales correspondientes para esta toma de decisión y alimentarse de las bacterias y hongos a su alrededor, sintió el placer de la ingesta de comida, pero en ella estaba implícito el aumento de estrés, así como la oxidación de las células que daban paso al envejecimiento, pero el placer inmediato valió la pena.

Desde una minúscula criatura como la C. elegans, hasta un vertebrado mayor como una ballena, al igual que nosotros los seres humanos, vivimos inmersos en nuestros pensamientos y en las sensaciones que traduce nuestra comunicación entre el cerebro, el sistema nervioso con todos sus receptores nerviosos. Todo esto ha causado interés en los científicos e investigadores, sobre todo la parte de comprender el procesamiento neuronal en el ser humano. Sin embargo esa red de neuronas y axones es mucho más compleja que la de nuestro amigo y/o amiga C. elegans, pues según el científico Carl Zimmer nos dice que consta de 100,000 millones de neuronas con 100 millones de millones de conexiones neurales forman lo que conocemos como cerebro humano.

Para Zimmer, en su artículo 100 Trilliion Connections de Scientific American, los científicos están descubriendo las reglas por las que miles de millones de neuronas se organizan en redes y cómo estas redes funcionan en conjunto como un solo órgano al que denominados cerebro.  Gracias a esto, vuelve a comentar Zimmer, podemos comprender el mundo cambiante que nos rodea. Es decir contamos con plasticidad cerebral para adaptarnos a la vida y continuar el camino de nuestra evolución como especie.

Es así que los investigadores se han dado a la tarea de mapear el cerebro para comprenderlo y han identificado que las neuronas, en ocasiones, puede excitar a sus vecinas o emitir una gran ola de actividad eléctrica a otras neuronas más lejanas, con el fin de enviar la comunicación pertinente. Existe, por lo tanto, una comunicación de redes a partir de nodos o clústeres por donde  se filtra la información.

Por ejemplo, Patric Hagmann de la Universidad Lausanne en Suiza y Olaf Sporns de la Universidad de Indiana, han logrado mapear parte del cerebro, identificando la actividad eléctrica, que se mueve entre neuronas, aunque estemos en descanso y sus resultados muestran que una densa red de conexiones neurales tiene unos pocos centros por donde se procesa la información, siendo un procesamiento de información más rápido y eficiente. A esto le han llamado “small world network”.

Partiendo de lo anterior, se desarrolló un modelo matemático, por parte de Daniel N. Rockmore y Scott D. Pauls del Colegio de Dartmouth, donde se simularon las interacciones que se llevan a cabo en las operaciones de compra y venta del mercado accionario, mismas que pueden también representar las redes de comunicación en el cerebro humano.  Los estudios de Pauls y Rockmore relevaron que el cerebro cuenta con 23 clústeres que están agrupados a 4 clústeres más grandes y son estos cuatro clústeres los que se asemejan a la forma en que fluye la información en el mercado accionario de la bolsa.

Derivado de estos estudios se pretende poder comprender el cerebro, sobre todo aquellos malfuncionamientos que se presentan en enfermedades como el alzheimer o la conocida esquizofrenia, pues se infiere que surgen debido a conexiones torcidas o falta de conexión entre ciertos clústeres dentro de la red cerebral.  Es decir, en palabras de Zimmer, muchas enfermedades del cerebro se deben a desórdenes en la red neuronal. Futuras investigaciones prometen soluciones importantes.