Los investigadores que comparan cerebros de ratones y macacos han encontrado evidencia de una estructura cerebral evolutiva universal en mamíferos que permite la comparación de redes corticales entre especies. Un nuevo estudio de un investigador de la Universidad de Notre Dame podría proporcionar información sobre trastornos cerebrales como el Alzheimer yesquizofrenia.
Zoltán Toroczkai, profesor de física en Notre Dame, fue el autor principal del estudio, "Los costos de incrustación espacial y cableado restringen el diseño funcional de la red cortical de roedores y primates", publicado el 21 de julio en PLOS Biología . El trabajo, que también describe las diferencias entre las redes cerebrales, muestra que la regla de que la decadencia exponencial de la conexión se fortalece con la distancia en el cerebro, llamada regla de distancia exponencial EDR, es una característica central de su arquitectura común.Toroczkai y sus colegas habían publicado previamente evidencia de la EDR en un estudio de cerebros macacos. Sin embargo, la validez general de estas observaciones ahora permite la extrapolación al cerebro humano y la comprensión de los trastornos cerebrales.
La estructura de conectividad de la red cerebral es especialmente importante porque la información en el cerebro está codificada por los patrones de disparo espacio-temporales de grupos de neuronas, en contraste con Internet, donde un mensaje por ejemplo, de un correo electrónico está codificado en el paquete mismoy mientras exista una vía de entrega para el paquete, la estructura específica de la red es secundaria. Las neuronas deben interactuar entre sí de cierta manera, y las diferentes áreas del cerebro crean significados a partir de estos patrones espacio-temporales en un mecanismoeso aún no se comprende completamente. Los científicos creen que el cerebro identifica patrones relevantes de la información entrante, la almacena y la usa para hacer predicciones, por ejemplo, el cerebro reconocerá una cara familiar si ve solo una parte de la imagen., y especialmente los enlaces de largo alcance, se ven interrumpidos por lesiones o desequilibrio químico por lo tanto, alterando los patrones o el mecanismo, una persona puede perder la capacidad de reconocimiento predictivo, ya quen Alzheimer, o podría imaginar algo que no está presente, como en la esquizofrenia.
Las observaciones anatómicas muestran que el aumento del tamaño del cerebro en mamíferos con más neuronas conduce a una disminución proporcional de las conexiones de largo alcance en los cerebros más grandes. El cerebro de roedor, con menos neuronas pero una red más interconectada, es suave, mientras que el cerebro de macaco, como el cerebro humano, se pliega para aumentar el área de superficie y contener más neuronas, pero contiene muchas menos conexiones de largo alcance. Aunque el número real de neuronas es diferente en los cerebros de diferentes mamíferos, sus redes de conectividad contienen características estadísticamente similares, así quellamados invariantes arquitectónicos. Toroczkai tiene la intención de continuar la investigación investigando estos invariantes y ciertos circuitos en el cerebro y conectando sus hallazgos con información de experimentos y datos sobre enfermedades.
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Materiales proporcionado por Universidad de Notre Dame . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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