Las neuronas realizan operaciones matemáticas a nivel individual

Según un informe del Centro de Documentación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), un equipo de investigadores de este Centro ha descrito, por primera vez, cómo las neuronas individuales de la corteza táctil utilizan sofisticadas operaciones de estadística para ajustar la sensibilidad del tacto al entorno. Esta capacidad de cálculo de las células del cerebro se añade a otras ya constatadas, como su habilidad para sumar o multiplicar. El trabajo contribuye, según sus autores, a un mejor conocimiento del cerebro y de su forma de percibir el mundo. Para comprobar sus investigaciones, los investigadores se basaron en el sistema táctil de las ratas, los bigotes , que tienen una capacidad para discriminar texturas parecida a la que tiene el ser humano con la punta de los dedos. El estudio ha sido liderado por el investigador del Instituto de Neurociencias (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández), en Alicante, Miguel Maravall, que ha contado con la colaboración de científicos de las universidades de Manchester (Reino Unido) y Washington (EE UU) y la Escuela Internacional para Estudios Avanzados de Trieste (Italia). Maravall ha explicado que su equipo buscaba descifrar cómo afecta el fenómeno de la adaptación al sistema del tacto; es decir, cómo cambia la respuesta de las neuronas a un determinado estímulo cuando éste se presenta de forma continuada. El investigador del CSIC aclara que el fenómeno de la adaptación puede contribuir de manera crucial a la capacidad que tiene el cerebro para representar el entorno. Lo clarifica con un ejemplo: «La adaptación ayuda a que nuestro sistema visual evite saturarse cuando salimos de una habitación a oscuras en un día soleado, porque hace que nuestras neuronas se vuelvan menos sensibles a intensidades luminosas altas. Al salir, nos deslumbramos momentáneamente, pero pronto recuperamos la capacidad de representar y distinguir objetos». El estudio registró las respuestas de las neuronas de ratas vivas a vibraciones controladas, inducidas por un estimulador mecánico. Estas vibraciones podían variar de forma rápida o lenta. De esta manera, los investigadores creaban diferentes contextos, determinados por la distribución de esas vibraciones, que cambiaba cada pocos segundos. El resultado fue observar que las neuronas generan una respuesta mayor, es decir, se muestran más sensibles, cuando la vibración se presenta en un contexto con pequeñas variaciones; esto es, que la sensibilidad táctil guarda una relación inversamente proporcional a la intensidad del contexto. La compensación neuronal Los autores comprobaron además que las neuronas compensan de manera exacta sus respuestas. Por ejemplo, en un contexto con vibraciones el doble de grandes que otro, sería necesaria una vibración también el doble de grande para provocar la misma respuesta neuronal que en el pequeño. En definitiva, según Maravall, el estudio demuestra cómo las neuronas son capaces de normalizar el valor del estímulo de acuerdo al contexto en el que éste ha aparecido, y ajustan con exactitud su respuesta, como si de una división matemática se tratase. «Es muy probable que esta espectacular capacidad de las neuronas individuales para realizar operaciones matemáticas ayude enormemente a nuestro cerebro a representar el entorno cambiante y complejo en el que vivimos», asevera el investigador del CSIC. Miguel Maravall se doctoró en Física en la State University of New Cork, desde febrero de 2004 es investigador contratado del CSIC, dentro del Programa Ramón y Cajal y dirige el laboratorio de Dinámica y Plasticidad de las respuestas corticales en el Instituto de Neurociencias. En la actualidad, participa en una colaboración internacional financiada por la fundación Human Frontier Science Program, en cuyo marco se ha realizado esta investigación.