La forma y la conectividad de las redes cerebrales, áreas discretas del cerebro que trabajan juntas para realizar tareas cognitivas complejas, pueden cambiar de manera fundamental y recurrente con el tiempo, según un estudio dirigido por la Universidad Estatal de Georgia.
La interacción y comunicación entre las neuronas, conocida como "conectividad funcional", da lugar a redes cerebrales. Los investigadores han asumido durante mucho tiempo que estas redes son espacialmente estáticas y un conjunto fijo de regiones cerebrales contribuyen a cada red. Pero en un nuevo estudio publicado en Mapeo del cerebro humano , los investigadores del estado de Georgia encuentran evidencia de que las redes cerebrales son fluidas espacial y funcionalmente.
Los investigadores recolectaron datos de imágenes cerebrales de imágenes de resonancia magnética funcional fMRI para crear instantáneas de la actividad de la red a nivel granular en el transcurso de varios minutos, y observaron cambios rápidos en la función, el tamaño y la ubicación de las redes.
"Asumir que cada región del cerebro está interactuando con el resto del cerebro de la misma manera con el tiempo se simplifica demasiado", dijo Armin Iraji, científico investigador del Centro de Investigación Traslacional en Neuroimagen y Ciencia de Datos TReNDS, y autor principal deLos coautores del estudio incluyen a Vince Calhoun, profesor universitario distinguido de psicología y director de TReNDS, y Jessica Turner, profesora asociada de psicología.
En cambio, las propiedades espaciales de una red cerebral dada cambian con el tiempo al igual que su relación con otras redes cerebrales, encontraron los investigadores.
"Puedes pensar en el cerebro como una organización donde los empleados trabajan juntos para hacer funcionar todo el sistema", dijo Iraji. "Durante mucho tiempo, pensamos que las redes cerebrales eran como departamentos u oficinas, donde las mismas personas estaban haciendomismo trabajo todos los días. Pero resulta que pueden ser más como espacios de coworking, donde las personas entran y salen y se realizan diferentes trabajos en un momento dado ".
Ignorar estas variaciones espaciales y funcionales podría resultar en una comprensión incorrecta e incompleta del cerebro, agregó Iraji.
"Digamos que medimos la conectividad funcional entre dos regiones en diferentes momentos y vemos cierta variabilidad", dijo. "Una opinión es decir que la fuerza de la conectividad asociada con una tarea específica cambia con el tiempo. Pero qué pasa si eso¿la región es responsable de diferentes tareas en diferentes momentos? Tal vez hay diferentes personas en estas dos oficinas en diferentes días, así que es por eso que estamos viendo la diferencia en la comunicación ".
Los hallazgos de los investigadores se basan en el concepto de cronnectoma, un modelo del cerebro en el que los patrones de conectividad funcional cambian con el tiempo, que inicialmente fue propuesto por Calhoun en 2014, en este trabajo aclara el cronnectoma "espacial".
Los científicos también analizaron si las redes cerebrales pueden diferir entre pacientes con esquizofrenia y sujetos de control sanos. Si bien encontraron contrastes entre los dos grupos, notaron que estas diferencias no están presentes de manera consistente y, por lo tanto, es importante capturar estos cambios transitorios.
"La mayoría de los estudios anteriores han analizado la actividad promedio de la red a lo largo del tiempo", dijo Iraji. "Pero cuando observa el promedio, elimina todas esas pequeñas fluctuaciones que podrían ser un diferenciador entre individuos sanos y aquellos con trastornos cerebrales".
Iraji dijo que en el futuro, los científicos que estudien estos trastornos deberían incluir la posibilidad de conectividad dinámica espacial al intentar modelar el cerebro.
El estudio fue apoyado por las subvenciones 2R01EB005846, R01REB020407 y P20GM103472 de los Institutos Nacionales de Salud; y por la subvención 1539067 de la National Science Foundation NSF a Vince Calhoun.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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