Un nuevo estudio de Rutgers Health, publicado en Nature Communications, arroja luz sobre cómo el cerebro integra estas señales rápidas y lentas a través de su compleja red de vías de conectividad de la materia blanca para apoyar la cognición y el comportamiento.
En un artículo firmado por Tongyue Zhang leemos que diferentes regiones del cerebro están especializadas para procesar información durante ventanas temporales específicas, una propiedad conocida como escalas neurales intrínsecas de tiempo, o INTs por sus siglas en inglés.
Para investigar cómo funciona esta integración, Parkes y su equipo analizaron datos de neuroimagen multimodal de 960 individuos. Construyeron mapas detallados de la conectividad cerebral de cada persona, conocidos como conectomas, y aplicaron modelos matemáticos que describen cómo cambian los sistemas complejos a lo largo del tiempo para entender cómo fluye la información a través de estas redes.
“Nuestro trabajo explora los mecanismos que subyacen a este proceso en humanos modelando directamente las INTs de las regiones a partir de su conectividad”, dijo Parkes, integrante central del Instituto de Salud Cerebral de Rutgers y del Centro de Investigación Avanzada en Imagen Cerebral Humana. “Esto establece un vínculo directo entre cómo las regiones cerebrales procesan la información localmente y cómo ese procesamiento se comparte a través del cerebro para producir comportamiento”.
Los investigadores de Rutgers descubrieron que la distribución de las escalas de tiempo neuronales a lo largo de la corteza juega un papel crucial en la eficiencia con la que el cerebro cambia entre patrones de actividad a gran escala relacionados con el comportamiento. Es importante destacar que esta organización varía según las personas.
“Descubrimos que las diferencias en cómo el cerebro procesa la información a distintas velocidades ayudan a explicar por qué las personas varían en sus capacidades cognitivas”, explicó Parkes.
“Nuestro trabajo pone de manifiesto un vínculo fundamental entre la conectividad del cerebro con la materia blanca y sus propiedades computacionales locales”, dijo Parkes. “Las personas cuyo cableado cerebral está mejor adaptado a la forma en que diferentes regiones manejan la información rápida y lenta tienden a mostrar una mayor capacidad cognitiva”.
El estudio se llevó a cabo en colaboración con Avram Holmes, profesor asociado de psiquiatría y miembro central del Instituto de Salud Cerebral de Rutgers y del Centro de Investigación Avanzada en Imagen Cerebral Humana, junto con los investigadores postdoctorales Ahmad Beyh y Amber Howell, así como Jason Z. Kim de la Universidad de Cornell.
Cita #
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El estudio Inferring intrinsic neural timescales using optimal control theory (Infiriendo escalas de tiempo neuronales intrínsecas utilizando la teoría de control óptimo) fue publicado en la revista Nature Communications. Autores: Jason Z. Kim, Richard F. Betzel, Ahmad Beyh, Amber Howell, Amy Kuceyeski, Bart Larsen, Caio Seguin, Xi-Han Zhang, Avram Holmes & Linden Parkes.
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El artículo Why Some Brains Switch Gears More Efficiently Than Others firmado por Tongyue Zhang, fue publicado en la sección de noticias de la Universidad de Rutgers
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