El cerebro también sufre «ruidos»

"Este resultado indica que la variabilidad que vemos en el cerebro puede deberse, en realidad, a un ruido (perturbación) y representa una característica fundamental del funcionamiento normal del cerebro", señalaron los expertos.

Investigadores del University College London (UCL), en Reino Unido, han demostrado que los circuitos del cerebro no funcionan siempre igual, sino que su actividad varía a causa de determinadas perturbaciones o 'ruidos' que se producen constantemente. El descubrimiento se publica este miércoles en 'Nature'.

Una hipótesis que se ha mantenido durante mucho tiempo defiende que los circuitos cerebrales son fiables y que la gran variabilidad que parece existir se debe a que el cerebro se ocupa de muchas tareas a la vez, afectando unas a otras.

Precisamente, esta es la posibilidad que han investigado los científicos del UCL, un equipo que ha contado con la colaboración del Instituto Wolfson de Investigación Biomédica y el teórico de la Unidad Gatsby de Neurociencia Computacional Peter Latham. Tomaron de inspiración el famoso efecto mariposa, es decir, el hecho de que el batir de las alas de una mariposa en Brasil puede provocar un tornado en Texas.

En concreto, su idea fue introducir una pequeña perturbación en el cerebro --el equivalente neural de las alas de mariposa-- y observaron qué sucedía con la actividad en ese circuito, es decir, si esta perturbación crecía y tenía consecuencias, afectando al resto del cerebro, o se extinguía de forma inmediata.

Resultó tener una enorme consecuencia. La perturbación fue sólo un 'pinchazo' extra o impulso nervioso, introducido por una única neurona en el cerebro de una rata. Este 'pinchazo' extra causó cerca de 30 nuevos 'pinchazos' extra en las neuronas cercanas, la mayoría de las cuales causaron otros 30 'pinchazos' extra, en un proceso que continuó repitiéndose.

Esta reacción podría no parecer relevante, dado que el cerebro produce millones de 'pinchazos' cada segundo. Sin embargo, los investigadores estimaron que, al final, un sólo 'pinchazo' extra afectó a millones de neuronas en el cerebro.

Según el principal autor de este trabajo, el doctor Mickey London, del Instituto Wolfson de Investigación Biomédica de la UCL, "este resultado indica que la variabilidad que vemos en el cerebro puede deberse, en realidad, a un ruido (perturbación) y representa una característica fundamental del funcionamiento normal del cerebro".

Esta rápida propagación de los 'pinchazos' significa que el cerebro es extremadamente 'ruidoso', mucho más que los ordenadores, con los que se les suele comparar. No obstante, el cerebro puede realizar tareas muy complicadas con gran rapidez y precisión, mucho más rápidamente y con mayor precisión que el ordenador más potente jamás construido hasta ahora, y puede que también en el futuro.

Los investigadores del UCL sugieren que, para que el cerebro pueda funcionar bien incluso con altos niveles de ruido, debe usar una estrategia basada en frecuencias o 'rate codes'. En una frecuencia, las neuronas consideran la actividad de un conjunto de neuronas e ignoran la variabilidad individual, o ruido, producido por alguna de ellas.

Así, ahora sabemos que el cerebro es realmente ruidoso. Sin embargo, todavía desconocemos el por qué. Los investigadores del UCL sugieren que podría tratarse del precio que paga el cerebro por su alta conectividad entre neuronas, ya que cada neurona se conecta con cerca de otras 10.000, dando como resultado unos ocho kilómetros de 'cableado' dentro del cerebro humano.

Posiblemente, esta alta conectividad es al menos en parte responsable del poder computacional del cerebro. Sin embargo, como demostraron estos investigadores, cuanto mayor es la conectividad del cerebro, más ruidoso es. Así, a pesar de que el ruido puede no ser una característica útil, es al menos producida por un rasgo útil.