Notícies Notícies

Vés enrere

Un estudi revela que el cervell distribueix de manera molt eficient la informació sensorial

Un estudi revela que el cervell distribueix de manera molt eficient la informació sensorial

Extraient la informació d'una petita fracció de neurones, segons un treball publicat a Nature Communications, amb participació de Rubén Moreno-Bote, investigador del Centre Cognició i Cervell, juntament amb investigadors de les universitats de Saragossa i del País Basc i liderat per la Universitat de Harvard (EUA).

21.01.2021

Imatge inicial

De vegades s'ha suggerit que l'ésser humà utilitza una fracció molt petita del seu cervell. Però, es certa aquesta afirmació? Els autors d'un treball publicat el 20 de gener a la revista Nature Communications responen a aquesta pregunta usant registres neuronals de ratolins sotmesos a estímuls visuals.

En aquest treball es demostra, en el sistema visual de ratolins, la presència d'un tipus de coordinació de l'activitat neuronal anomenada correlacions diferencials. Un treball de Rubén Moreno-Bote, investigador del Centre Cognició i Cervell (CBC) i professor d'investigació Serra Hunter del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF; del laboratori de Jan Drugowitsch de la Universitat de Harvard (EUA), i amb la participació d'investigadors de les universitats de Saragossa i del País Basc.

Un estudi publicat a Nature Communications demostra que llegint prop del 10% de les neurones de l'escorça visual primària és possible extreure tota la informació continguda en el 100% de les neurones

Tant la informació sensorial, com la visual, està distribuïda en desenes d'àrees cerebrals i en centenes de milions de neurones. Si la informació visual (com la identitat d'una cara) està dividida en paquets petits localitzats en cada neurona, i aquests paquets fossin independents, llavors caldria "llegir" l'activitat de totes les neurones per extreure la informació sensorial completa. "Una altra possibilitat és que els paquets d'informació siguin més grans, de manera que una neurona tingui molta informació sensorial, com si la informació pogués ser condensada i repetida en moltes neurones. En aquest cas, el codi neuronal seria redundant", explica Rubén Moreno-Bote.

L'avantatge d'un codi redundant és que només caldria "fer servir" una fracció petita de les neurones per poder extreure tota la informació visual continguda en el cervell, la qual cosa podria succeir si al cervell hi hagués un tipus de correlacions, o coordinació de l'activitat neuronal, anomenades correlacions diferencials.

Correlacions diferencials en el sistema visual cerebral de rosegadors

La presència d'aquest tipus de coordinació de l'activitat entre neurones ja va ser predita en un treball anterior per Moreno-Bote et al., publicat a Nature Neuroscience (2014). En aquest treball es postulava que aquestes correlacions diferencials podrien ser molt tènues i difícils de mesurar. No obstant això, i malgrat la seva debilitat, es pensava que limitaven enormement el contingut informatiu del cervell.

Ara, en aquest nou treball, publicat a la revista Nature Communications, els autors demostren la presència de correlacions diferencials en el sistema visual de ratolins. Per això han utilitzat tècniques de registre per imatges del ió calci. Una tècnica mitjançant la qual els investigadors han estudiat l'activitat de quasi 500 neurones simultàniament. Aquestes tècniques permeten detectar les correlacions diferencials malgrat la seva debilitat.

Els resultats de l'estudi han revelat que les correlacions diferencials limiten la informació present en el cervell dels rosegadors

Els resultats de l'estudi han revelat que les correlacions diferencials limiten la informació present en el cervell dels rosegadors. L'estudi demostra que llegint prop del 10% de les neurones de l'escorça visual primària és possible extreure tota la informació continguda en el 100% de les neurones, de manera que n'hi ha prou "llegir" una desena part de l'activitat neuronal per extreure tota la informació present en l'escorça visual primària.

Responent a la pregunta inicial, Moreno-Bote afirma: "Els nostres resultats indiquen que potser no sempre fem servir tot el cervell, que en alguns casos no cal fer servir el 100% de les neurones per conèixer perfectament un estímul, de manera que usant el 10 % ens permet actuar tan bé com si féssim servir el 100%". I afegeix, "els nostres resultats indiquen que el cervell és una màquina molt eficient capaç de distribuir el senyal sensorial de forma eficient perquè usant una petita fracció de neurones es pugui extreure tota la informació necessària, donat un estímul sensorial".

Treball de referència:

Mohammad Mehdi Kafashan , Anna W. Jaffe , Selmaan N. Chettih , Ramon Nogueira, Iñigo Arandia-Romero, Christopher D. Harvey , Rubén Moreno-Bote, Jan Drugowitsch (2021), "Scaling of sensory information in large neural populations shows signatures of information limiting correlations" , 20 de gener, 12: 473, https://doi.org/10.1038/s41467-020-20722-y

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Perfils dels protagonistes:

Perfiles de los protagonistas:

Profiles of the protagonists:

Rubén Moreno Bote

Categories:

Per a més informació

Para más información

For more information

Notícia publicada per:

Noticia publicada por:

News published by:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

Institutional Communication and Promotion Unit


Destaquem Destaquem

ETIC

Xifres

891 Estudiants de grau
276 Estudiants de Postgrau
60 % internacionalització dels estudiants de postgrau
15 ERC grants
13 Investigadors ICREA
250 Personal d'administració i suport a la recerca
66 % internacionalització del personal