La neurociència busca la comprensió dels mecanismes subjacents en la funció cerebral, així com l'aplicació d'aquests principis a nous tractaments per combatre trastorns neuropsiquiàtrics, i potser fins i tot la pèrdua de consciència. Atès que el cervell humà es compon de milers de milions d'elements que interactuen de forma no lineal (principalment neurones i les seves connexions o sinapsis), la comprensió detallada de la funció cerebral requereix considerar el cervell com un sistema dinàmic complex.

Estudiar les complexes dinàmiques cerebrals quan el cervell està despert, adormit, sota els efectes de l’anestèsia, en malalties mentals, o en estat de coma, és el propòsit d’un estudi que acaba de començar liderat per Gustavo Deco (ICREA) i Ernest Monbrió, director i investigador del Centre de Cognició i Cervell, respectivament, al Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF, i que tindrà una durada de tres anys.

Més concretament, “Cercar la complexitat subjacent en els estats cerebrals” és el treball que duran a terme gràcies a un ajut  del Ministeri d’Economia i Competitivitat, en el marc de la convocatòria 2016 del Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica (Excelencia) i que compta amb una finançament total per al projecte de 103.455,-- euros.

Estudiar la dinàmica de tot el cervell a la llum de diferents estats cerebrals

Aquest projecte té com a objectiu principal investigar la complexitat dinàmica i els mecanismes subjacents en els diferents estats cerebrals (com la cognició, la son, l'anestèsia, i la malaltia) mitjançant l'anàlisi de la resposta del cervell a pertorbacions externes i a esdeveniments interns (ignició).

Com comenten els investigadors, “concretament, la nostra hipòtesi és que l'anàlisi de la resposta dinàmica del cervell sencer a les pertorbacions,  és diferent per als diferents estats del cervell i que això revela propietats fonamentals de la comunicació i processament de la informació intrínseques a cada estat particular cerebral”. I com continuen explicant: “aquest nou marc de recerca ens permetrà anar més enllà de la mera descripció dels estats cerebrals concrets,  per tal de concentrar-nos en les característiques de comunicació i processament de tot el cervell, així com de cadascuna de les seves àrees”.

Per a fer-ho, els investigadors partiran dels darrers avenços teòrics desenvolupats en modelatge computacional al Centre de Cognició i Cervell per tal d’ajustar-los emprant múltiples dades obtingudes dels protocols de pertorbació i ignició en humans sans i malalts, dades que complementaran amb enregistraments provinents de treballs experimentals amb models animals, de primats i fures.

De l’estudi s’espera poder obtenir models de tot el cervell i les seves propietats en situacions de pertorbacions externes i esdeveniments interns o ignició. La hipòtesi de partida és que la recuperació amb model de pertorbacions proporciona una informació crucial del nivell de comunicació en les dinàmiques cerebrals subjacents. La comprensió detallada d’aquestes operacions serà clau per dilucidar els principis fonamentals de la funció cerebral i el seu funcionament anòmal en les malalties neuropsiquiàtriques.

Projecte de referència:

Títol del Projecte: “Búsqueda de la complejidad subyacente en los estados cerebrales” (PSI2016-75688-P ).

Entitat Finançadora: MINISTERIO DE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD (MINECO)

Data inici: 30/12/2016  Data finalització: 29/12/2019

Total concedit: 103.455,-- euros.

Investigadors Principals : Gustavo Deco i Ernest Montbrió.