¿Puedes contar con tu cerebro?
Los hallazgos, publicados en la revista Naturaleza, sugieren que el cerebro es intrínsecamente poco fiable.
Esto puede no parecer sorprendente para la mayoría de nosotros, pero ha desconcertado a los neurocientíficos durante décadas. Dado que el cerebro es el dispositivo informático más poderoso que se conoce, ¿cómo puede funcionar tan bien aunque el comportamiento de sus circuitos sea variable?
Una hipótesis de larga data es que los circuitos del cerebro en realidad son confiables, y la variabilidad aparentemente alta se debe a que su cerebro está involucrado en muchas tareas simultáneamente, que se afectan entre sí.
Es esta hipótesis la que los investigadores del University College London probaron directamente.
El equipo, una colaboración entre experimentadores del Instituto Wolfson de Investigación Biomédica y un teórico, Peter Latham, de la Unidad de Neurociencia Computacional Gatsby, se inspiró en el célebre efecto mariposa, el hecho de que el aleteo de las alas de una mariposa en Brasil podría disparar un tornado en Texas.
Su idea era introducir una pequeña perturbación en el cerebro, el equivalente neural de las alas de una mariposa, y preguntar qué pasaría con la actividad en el circuito. ¿La perturbación aumentaría y tendría un efecto dominó, afectando así al resto del cerebro, o desaparecería inmediatamente?
Resultó tener un gran efecto en cadena. La perturbación fue un único "pico" o impulso nervioso, introducido en una sola neurona en el cerebro de una rata. Ese único pico adicional provocó unos treinta nuevos picos adicionales en las neuronas cercanas del cerebro, la mayoría de los cuales provocó otros treinta picos adicionales, y así sucesivamente.
Esto puede no parecer mucho, dado que el cerebro produce millones de picos cada segundo. Sin embargo, los investigadores estimaron que eventualmente ese pico adicional afectó a millones de neuronas en el cerebro.
“Este resultado indica que la variabilidad que vemos en el cerebro puede deberse al ruido y representa una característica fundamental de la función normal del cerebro”, dijo el autor principal, el Dr. Mickey London, del Instituto Wolfson de Investigación Biomédica, UCL.
Esta rápida amplificación de picos significa que el cerebro es extremadamente "ruidoso", mucho, mucho más ruidoso que las computadoras.
Sin embargo, el cerebro puede realizar tareas muy complicadas con una enorme velocidad y precisión, mucho más rápido y con mayor precisión que la computadora más poderosa jamás construida (y que probablemente se construirá en un futuro previsible).
Los investigadores de UCL sugieren que para que el cerebro funcione tan bien frente a altos niveles de ruido, debe utilizar una estrategia llamada código de tasa. En un código de frecuencia, las neuronas consideran la actividad de un conjunto de muchas neuronas e ignoran la variabilidad individual, o ruido, producido por cada una de ellas.
Así que ahora sabemos que el cerebro es realmente ruidoso, pero todavía no sabemos por qué.
Los investigadores de la UCL sugieren que una posibilidad es que sea el precio que paga el cerebro por una alta conectividad entre neuronas (cada neurona se conecta a unas 10.000 otras, lo que da como resultado más de 8 millones de kilómetros de cableado en el cerebro humano).
Presumiblemente, esa alta conectividad es, al menos en parte, responsable del poder computacional del cerebro. Sin embargo, como muestra la investigación, cuanto mayor es la conectividad, más ruidoso es el cerebro. Por lo tanto, aunque el ruido puede no ser una característica útil, es al menos un subproducto de una característica útil.
Fuente: University College London
