La interacción entre las dos regiones del cerebro -la sustancia gris, donde se encuentran las neuronas que se encargan de procesar la información, y la sustancia blanca, que se encarga de conectar las diferentes regiones de sustancia gris del cerebro mediante fibras para que éstas puedan comunicarse de una forma eficiente- es esencial para su buen funcionamiento. De hecho, se calcula que el 20% de la energía consumida por una persona la utiliza el cerebro para establecer y mantener estas conexiones.

Un nuevo estudio, liderado por Jesús M. Cortés, profesor en el Instituto de Investigación Sanitaria Biocruces y colaborador académico del Departamento de Biología Celular e Histología de la UPV/EHU, ha aportado algo de luz a la interacción de estas dos zonas.

Según informa la agencia EurekAlert, el trabajo, publicado en la prestigiosa revista Nature Scientific Reports, combina técnicas en la frontera de tres disciplinas como son la neurociencia, el procesado de imagen y la teoría de redes. En particular, se han fusionado datos estructurales (fibras) y funcionales (actividad funcional del cerebro) del cerebro a gran escala para analizar cómo éste se organiza.

Como resultado de este análisis, se ha conseguido «particionar» el cerebro en un atlas que sigue un patrón funcional y estructural común. Esta es la primera vez que se genera un atlas cerebral combinando datos estructurales y funcionales; hasta ahora, los atlas usados eran puramente estructurales (anatómicos) o puramente funcionales.

Gracias a esta nueva partición del cerebro, se pone por primera vez en evidencia la fuerte dependencia que existe entre la conectividad estructural y las redes de conectividad funcional. El atlas es robusto y persistente entre diferentes individuos (se ha validado con datos en otros sujetos y en diferentes máquinas de resonancia magnética).

Muchas son las patologías neurológicas que afectan al sistema nervioso central. Una buena parte tiene un origen estructural como los traumatismos craneoencefálicos o las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson (se originan por una pérdida significativa de fibras). Otras pueden tener un origen funcional, como un simple dolor de cabeza, una migraña o incluso un ataque epiléptico. Es conocido que un daño estructural origina una alteración funcional (la pérdida de fibras en Alzheimer provoca pérdida de memoria, etc.) o viceversa, hay personas que después de muchos ataques epilépticos tienen una pérdida neuronal en determinadas zonas. Así pues, la relación estructura-función está íntimamente relacionada, ya que alteraciones de una de ellas afectan a la otra, informa EurekAlert.

El nuevo atlas se ha obtenido con datos de sujetos sanos. En este momento, se están estudiando alteraciones de cada una de estas regiones provocadas por el envejecimiento o por un traumatismo craneoencefálico moderado-severo. A partir de ahora, el estudio de alteraciones en las distintas regiones del atlas puede abrir vías alternativas para comprender diferentes patologías, ya que anomalías en regiones del atlas indican desbalance en la función y/o estructura del cerebro al mismo tiempo.