Un mapa revolucionario revela el funcionamiento del cerebro humano

Un reciente estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Ohio presentó evidencia sólida de que la compleja red de conexiones que une diferentes regiones del cerebro humano puede revelar las funciones específicas de cada área. Este trabajo, publicado en la revista Network Neuroscience, proporciona una visión integral de cómo la estructura cerebral se relaciona con su funcionamiento.

Los científicos habían identificado previamente vínculos entre la conectividad cerebral y ciertas funciones mentales, como la percepción o el comportamiento social. Sin embargo, esta nueva investigación amplió ese entendimiento a todo el cerebro, ofreciendo lo que los investigadores describieron como una "visión general" de cómo se integran la estructura y la función. La autora principal, Kelly Hiersche, estudiante de doctorado en psicología, destacó que "encontramos evidencia que sugiere que la conectividad es un principio organizativo fundamental que rige la función cerebral, lo que tiene implicaciones para entender qué sucede cuando hay fallas en el cerebro".

Huella de Conectividad Única

El equipo de investigación reveló un panorama detallado de la "huella de conectividad" para cada región cerebral. "Así como la huella dactilar de cada persona es única, descubrimos que diferentes regiones del cerebro tienen huellas de conectividad que las identifican según la función mental que desempeñan", explicó Zeynep Saygin, coautora y profesora asociada de psicología en la misma universidad.

El autor senior, David Osher, también profesor asistente de psicología, agregó que estas huellas permiten a los científicos determinar la función de una región al examinar sus conexiones. "Nuestros hallazgos ayudan a entender el patrón de conectividad que hace única a un área del lenguaje, por ejemplo, y qué la diferencia de áreas adyacentes en el cerebro".

Para descubrir estas relaciones, los investigadores utilizaron datos del Human Connectome Project, que incluye escaneos de resonancia magnética de 1,018 participantes. Estos escaneos revelan cómo las regiones del cerebro se comunican entre sí. Luego, el equipo recurrió a NeuroQuery, una herramienta de meta-análisis en línea que proporciona mapas cerebrales para diversos procesos cognitivos, prediciendo patrones de actividad cerebral en 33 tareas mentales diferentes, como el habla, la toma de decisiones y el reconocimiento de rostros.

Conectividad que Predice Pensamiento y Acción

El análisis reveló un vínculo fuerte y consistente entre la conectividad del cerebro y su actividad en todas las regiones y dominios cognitivos. En esencia, el patrón de conectividad de una región podría predecir si estaría activa o inactiva durante una amplia gama de actividades mentales, desde conversaciones hasta reconocimiento visual y toma de decisiones. Osher comentó que "esto respalda una hipótesis ampliamente aceptada entre los neurocientíficos, que sostiene que la conectividad cerebral determina la función cerebral, pero esto no se había demostrado explícitamente hasta ahora, y no en un rango tan amplio de dominios cognitivos".

Aunque todas las regiones cerebrales mostraron esta relación estrecha entre conectividad y función, el efecto fue especialmente pronunciado en áreas vinculadas a procesos de mayor nivel, como la memoria y la función ejecutiva. Hiersche observó que "estas habilidades de mayor nivel tardan muchos años en desarrollarse en las personas, mucho más que las habilidades sensoriales o sociales".

Estableciendo una Línea Base para Futuras Investigaciones

Un resultado clave del estudio es que esta perspectiva de todo el cerebro proporciona un modelo de referencia sobre cómo operan típicamente los cerebros sanos de adultos jóvenes. Los investigadores ahora pueden utilizar esta línea base para comparar los cerebros de personas con condiciones neurológicas o psiquiátricas y identificar cómo difieren su conectividad y función. Hiersche concluyó que "saber que la conectividad es un principio organizativo general de la función cerebral en todo el cerebro proporciona una base para futuros trabajos en esta área".