Físicos ponen en duda 100 años de teoría sobre cómo funciona el cerebro

(Agencia N+1 / Beatriz de Vera).  El cerebro humano contiene un poco más de 80 mil millones de neuronas, que se unen entre ellas para crear trillones de conexiones llamadas sinapsis. Las cifras abruman, pero la forma en que cada célula nerviosa individual contribuye a las funciones del cerebro sigue siendo un área controvertida: ahora, un nuevo estudio aviva el debate revirtiendo una suposición centenaria sobre lo que hace que se encienda una neurona. Las conclusiones, publicadas en Scientific Reports, plantea nuevos mecanismos detrás de ciertos trastornos neurológicos.

Para entender por qué esto es importante, nos remontamos a 1907 cuando el neurocientífico francés Louis Lapicque propuso un modelo para describir cómo aumenta el voltaje de la membrana de una célula nerviosa a medida que se aplica una corriente: una vez que alcanza cierto umbral, la neurona reacciona con un pico de actividad, después de lo cual se restablece el voltaje de la membrana, lo que significa que una neurona no enviará un mensaje a menos que recolecte una señal lo suficientemente fuerte.

Las ecuaciones de Lapique no fueron la última palabra sobre el asunto, pero el principio básico ha permanecido relativamente indiscutido en descripciones posteriores, que hoy forman la base de la mayoría de los esquemas computacionales neuronales. Según los investigadores, la longevidad de esta idea se debe, más que a su acierto, a que han existido pocos intentos de refutarla. "Llegamos a esta conclusión utilizando una nueva configuración experimental, pero en principio, estos resultados podrían haberse descubierto utilizando tecnología que existía desde la década de 1980", cuenta un comunicado el investigador principal, Ido Kanter.

La dirección de la señal

El equipo de físicos, de la Universidad Bar-Ilan (Israel) realizó experimentos con neuronas de ratones de laboratorio, para determinar exactamente cómo responde una neurona a las señales que recibe de otras células. Los experimentos abordaron la cuestión desde dos ángulos, uno que explora la naturaleza del pico de actividad basado en donde se aplica exactamente la corriente a una neurona; y el otro centrado en el efecto que múltiples entradas tienen en la activación de un nervio.

Sus resultados sugieren que la dirección de una señal recibida puede marcar la diferencia en la respuesta de una neurona: una señal débil de la izquierda que llega con una señal débil de la derecha no se combinará para generar un voltaje que provoque un pico de actividad. Pero una sola señal fuerte desde una dirección particular puede resultar en un mensaje.

Esta forma potencialmente nueva de describir lo que se conoce como suma espacial podría conducir a un método novedoso de categorizar neuronas, que las clasifique según cómo calculen las señales entrantes o cuán fina sea su resolución, en función de una dirección particular. ¿Y su aplicación? Según los investigadores, podría incluso conducir a descubrimientos que expliquen ciertos trastornos neurológicos.