Actualitat Actualitat

Torna a la pàgina principal
Vés enrere

Comunicació entre xarxes neuronals

Comunicació entre xarxes neuronals

És el tema d’un article publicat el 14 de desembre a Nature Reviews Neuroscience que ha comptat amb la participació de Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA i director del Centre de Cognició i Cervell i els membres del seu equip, Gerald Hahn i Adrian Ponce, conjuntament amb investigadors del Centre Bernstein de Friburg (Alemanya).

19.12.2018

 

El cervell està organitzat en un conjunt de xarxes especialitzades de cèl·lules nervioses. Perquè una arquitectura cerebral d'aquest tipus funcioni, aquestes xarxes especialitzades, cadascuna situada en una àrea cerebral diferent, necessiten poder comunicar-se entre si. Però, quines condicions es requereixen perquè la comunicació tingui lloc i quins mecanismes de control funcionen?

Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA i director del Centre de Cognició i Cervell (CBC) del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC), amb els membres del seu equip Gerald Hahn i Adrian Ponce, i amb la col·laboració de Arvind Kumar i Ad Aertsen investigadors del Centre Bernstein de Friburg (Alemanya), estan proposant un nou model que combina tres models explicatius aparentment diferents. Les seves conclusions s’han publicat el 14 de desembre en un treball a la revista Nature Reviews Neuroscience.

Gerald Hahn, primer autor de l'article,  indica que “aquest treball es basa en la teoria dels sistemes dinàmics i té en compte particularment la manera com el nivell d'activitat de les respectives xarxes neuronals influeix en l'intercanvi d'informació.” L'estudi combina tres models explicatius prominents que s'han proposat en els darrers anys: comunicació via sincronització de conjunts de neurones, comunicació a través de la coherència i comunicació a través de la ressonància.

"Creiem que el nostre treball ajuda a proporcionar una millor comprensió de com interactuen les poblacions de neurones, depenent de l'estat de la seva activitat de xarxa, i si els missatges d'un grup de neurones en l'àrea A cerebral poden arribar a un grup de neurones en l'àrea B del cervell", han afirmat els autors del treball. "Aquesta informació és un requisit previ essencial per comprendre no només com funciona un cervell a nivell local, dins d'una àrea limitada del cervell, sinó també de manera més global, en totes les àrees cerebrals", afegeixen.

El paper de les oscil·lacions en la comunicació

Els científics estaven particularment interessats a saber  quin paper exerceixen en la comunicació els ritmes d'activitat en el cervell, coneguts com oscil·lacions. En general, aquestes oscil·lacions poden afectar qualsevol cosa, des d'un gran grup de neurones fins a àrees cerebrals completes i poden ser lentes, com els ritmes alfa o theta, o ràpides, com el ritme gamma. En el seu model teòric, els investigadors van poder demostrar que la interacció d'aquests ritmes entre si juga un paper important en determinar si la comunicació entre xarxes pot tenir lloc o no. Certs tipus d'entrellaçat d'aquests ritmes podrien actuar com a importants mecanismes de control.

La interacció dels ritmes d'activitat del cervell o oscil·lacions entre si,  juga un paper important en determinar si la comunicació entre xarxes pot tenir lloc o no

"La possibilitat d'intercanviar informació depèn de molts factors, per exemple, si les oscil·lacions són ràpides o lentes; les freqüències són similars o diferents; la relació entre les fases, etc. Amb el nostre model, ara podem fer prediccions específiques per a cada un d’aquests casos. El següent pas serà provar aquestes prediccions en experiments", conclou l’estudi.

Article de referència:

Hahn, G.; Ponce-Alvarez, A; Deco, G.; Aertsen, A; Kumar, A. (2018) “Portraits of communication in neuronal networks” Nature Reviews Neuroscience, https://www.nature.com/articles/s41583-018-0094-0

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Categories: