Investigadores de la Universidad de Tel Aviv, dirigidos por el Prof. Yaniv Assaf de la Escuela de Neurobiología, Bioquímica y Biofísica y la Escuela de Neurociencia Sagol y el Prof. Yossi Yovel de la Escuela de Zoología, la Escuela de Neurociencia Sagol y el Museo Steinhardtde Historia Natural, realizó un estudio de primer nivel diseñado para investigar la conectividad cerebral en 130 especies de mamíferos. Los resultados intrigantes, que contradicen las conjeturas generalizadas, revelaron que los niveles de conectividad cerebral son iguales en todos los mamíferos, incluidos los humanos.
"Descubrimos que la conectividad cerebral, es decir, la eficiencia de la transferencia de información a través de la red neuronal, no depende ni del tamaño ni de la estructura de ningún cerebro específico", dice el profesor Assaf. "En otras palabras, el cerebro deTodos los mamíferos, desde pequeños ratones hasta humanos, hasta grandes toros y delfines, exhiben una conectividad igual y la información viaja con la misma eficiencia dentro de ellos. También descubrimos que el cerebro preserva este equilibrio a través de un mecanismo de compensación especial: cuando la conectividad entre los hemisferios es alta, la conectividad dentro de cada hemisferio es relativamente baja y viceversa "
Los participantes incluyeron investigadores del Instituto Veterinario Kimron en Beit Dagan, la Facultad de Informática de TAU y la Facultad de Medicina de Technion. El artículo fue publicado en Neurociencia de la naturaleza el 8 de junio
"La conectividad cerebral es una característica central, crítica para el funcionamiento del cerebro", explica el profesor Assaf. "Muchos científicos han asumido que la conectividad en el cerebro humano es significativamente mayor en comparación con otros animales, como una posible explicación para el superiorfuncionamiento del 'animal humano' ". Por otro lado, según el profesor Yovel," sabemos que las características clave se conservan durante todo el proceso evolutivo. Así, por ejemplo, todos los mamíferos tienen cuatro extremidades. En este proyecto deseamosexplore la posibilidad de que la conectividad cerebral sea una característica clave de este tipo, mantenida en todos los mamíferos, independientemente de su tamaño o estructura cerebral. Para este fin, utilizamos herramientas de investigación avanzadas ".
El proyecto comenzó con escáneres de resonancia magnética de difusión avanzada de los cerebros de unos 130 mamíferos, cada uno representando una especie diferente. Todos los cerebros fueron retirados de los animales muertos, y no se sacrificaron animales para los propósitos de este estudio., obtenido del Instituto Veterinario Kimron, representaba una gama muy amplia de mamíferos, desde pequeños murciélagos que pesaban 10 gramos hasta delfines cuyo peso puede alcanzar cientos de kilogramos. Dado que los cerebros de aproximadamente 100 de estos mamíferos nunca habían sido escaneados por IRM antes,El proyecto generó una base de datos novedosa y globalmente única. También se escanearon los cerebros de 32 humanos vivos de la misma manera. La tecnología única, que detecta la sustancia blanca en el cerebro, permitió a los investigadores reconstruir la red neuronal: las neuronas y susaxones fibras nerviosas a través de los cuales se transfiere la información, y las sinapsis uniones donde se encuentran.
El siguiente desafío fue comparar los escaneos de diferentes tipos de animales, cuyos cerebros varían mucho en tamaño y / o estructura. Para este propósito, los investigadores emplearon herramientas de Network Theory, una rama de las matemáticas que les permitió crear y aplicar un uniformeIndicador de conductividad cerebral: la cantidad de sinopsis que un mensaje debe cruzar para llegar de un lugar a otro en la red neuronal.
"El cerebro de un mamífero consiste en dos hemisferios conectados entre sí por un conjunto de fibras neuronales axones que transfieren información", explica el profesor Assaf. "Para cada cerebro que escaneamos, medimos cuatro medidores de conectividad: conectividad en cada hemisferioconexiones intrahemisféricas, conectividad entre los dos hemisferios interhemisférico y conectividad general. Descubrimos que la conectividad cerebral general sigue siendo la misma para todos los mamíferos, grandes o pequeños, incluidos los humanos. En otras palabras, la información viaja de un lugar a otro a través deel mismo número de sinapsis. Sin embargo, debe decirse que diferentes cerebros usan diferentes estrategias para preservar esta medida igual de conectividad general: algunos exhiben conectividad interhemisférica fuerte y conectividad más débil dentro de los hemisferios, mientras que otros muestran lo contrario ".
El profesor Yovel describe otro descubrimiento interesante. "Encontramos que las variaciones en la compensación de conectividad caracterizan no solo especies diferentes sino también individuos diferentes dentro de la misma especie", dice. "En otras palabras, el cerebro de algunas ratas, murciélagos olos humanos exhiben una mayor conectividad interhemisférica a expensas de la conectividad dentro de los hemisferios, y viceversa, en comparación con otros de la misma especie. Sería fascinante plantear la hipótesis de cómo los diferentes tipos de conectividad cerebral pueden afectar diversas funciones cognitivas o capacidades humanas comocomo deportes, música o matemáticas. Tales preguntas serán abordadas en nuestra futura investigación ".
"Nuestro estudio reveló una ley universal: Conservación de la conectividad cerebral", concluye el profesor Assaf. "Esta ley denota que la eficiencia de la transferencia de información en la red neuronal del cerebro es igual en todos los mamíferos, incluidos los humanos. También descubrimos una compensaciónmecanismo que equilibra la conectividad en todos los cerebros de mamíferos. Este mecanismo asegura que la alta conectividad en un área específica del cerebro, posiblemente manifestada a través de algún talento especial p. ej., deportes o música siempre se contrarresta con una conectividad relativamente baja en otra parte del cerebro.En proyectos futuros investigaremos cómo el cerebro compensa la conectividad mejorada asociada con capacidades y procesos de aprendizaje específicos ".
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