La majoria de les persones coneixen les turbulències principalment per l'experiència de volar en un avió. No obstant això, la turbulència és una característica fonamental de la natura i es troba a tot arreu, des de rius fins a galàxies.

La dinàmica de la turbulenta és difícil de capturar en una imatge estàtica. Tot i així, Leonardo da Vinci va fer tot el possible per identificar l'ordre subjacent d'aquest fenomen que ell observava en els remolins que aleatòriament es formaven a l'aigua. De fet, el va fascinar tractar de comprendre i descriure els principis generadors que regien en una dinàmica tan complicada. Tant és així que va encunyar la frase "turbulenza" que procedeix de la paraula multituds del llatí: "torba". Aquesta mateixa idea va ser l'inici de segles d'investigació sobre les turbulències. A través dels treballs de gegants de la física i les matemàtiques modernes com Andrey Kolmogorov, Yosihiki Kuramoto i Werner Heisenberg s'ha aconseguit establir alguns dels principis organitzadors de les turbulències. Heisenberg va dir: "Quan em trobi amb Déu, li faré dues preguntes: Per què la relativitat? I per què la turbulència? Realment crec que Déu tindrà una resposta per a la primera".

L'article: "Dinàmica de les turbulències en el cervell humà" que publica la principal revista d'accés obert Cell Reports, el dilluns 8 de desembre de 2020, se centra en caracteritzar i identificar les turbulències que es produeixen en el cervell humà.

El treball de Kringelbach i Deco ha estudiat les turbulències cerebrals de més de 1.000 participants

Aquest treball ha estat el fruit d'una col·laboració internacional entre el Centre de Cognició i Cervell (CBC) de la Universitat Pompeu Fabra, el Departament de Psiquiatria de la Universitat d'Oxford (Regne Unit) i el Centre de Música al Cervell de la Universitat d'Aarhus (Dinamarca), a càrrec dels investigadors Gustavo Deco (ICREA-DTIC) i Morten L. Kringelbach, els que han descobert dinàmiques turbulentes en el cervell humà mitjançant tècniques d'imatge de ressonància magnètica funcional (fMRI) en una mostra de més de 1.000 participants.

Les turbulències com a principi organitzador fonamental dels sistemes físics

Gustavo Deco ha afirmat: "Investigacions anteriors han demostrat que la turbulència és la forma òptima de fer que l'energia flueixi en cascada a través de l'espai-temps a moltes escales, cosa que no és només un fenomen visualment agradable sinó també un principi organitzador fonamental dels sistemes físics.

La nova aproximació que suggereix aquest treball proposa l'existència d'una dinàmica de tipus turbulent com a eix vertebrador de la comunicació de les xarxes neuronals a gran escala

Prossegueix Deco: "També s'ha demostrat que la física de les turbulències té aplicacions pràctiques importants, per exemple, des de la millora de plantes químiques fins a avions i molins de vent. Els nostres resultats revelen una forma nova d'analitzar i modelar la dinàmica de tot el cervell. Aquesta nova aproximació suggereix l'existència d'una dinàmica de tipus turbulent com a eix vertebrador de la comunicació de les xarxes neuronals a gran escala. Aquest nou coneixement podria revolucionar la nostra comprensió de la funció cerebral".

Morten L. Kringelbach, coautor de la recerca, afegeix: "La nostra troballa proporciona un marc innovador i sòlid per poder ser utilitzada com a nous biomarcadors de malalties neuropsiquiàtriques. En els propers anys, aquest marc teòric podria conduir a intervencions noves que podrien millorar la salut mental de moltes persones, especialment després d'aquesta turbulenta pandèmia".

Treball de referència:

Morten L. Kringelbach, Gustavo Deco (2020), "Turbulent-like Dynamics in the Human Brain", Cell Reports