“Ash nazg durbatulûk!", escribió Tolkien en su lenguaje ficticio Black Speech en su obra El Señor de los Anillos. En castellano, esta expresión se traduciría como "un anillo para gobernarlos a todos" y podría servir como metáfora de cómo funciona la dinámica cerebral, según un estudio reciente liderado por el Center for Brain and Cognition de la UPF y el Centre for Eudaimonia and Human Flourishing de la Universidad de Oxford. El estudio ha descubierto que un anillo de regiones en la corteza prefrontal es responsable de dirigir la dinámica cerebral  temporalmente cuando se realizan tareas cognitivas, incluidos procesos como la memoria, el control de las emociones, la inhibición de las respuestas y la toma de decisiones.

Este estudio confirma la hipótesis del Círculo de Percepción-Acción, que estableció hace muchos años el famoso neurocientífico catalán Joaquín Fuster, célebre profesor de la Universidad de California de Los Ángeles (UCLA) y coautor del presente estudio. El estudio muestra que la corteza prefrontal juega un papel decisivo para orquestar este anillo, con el que se activa este Círculo de Percepción-Acción: nuestro cerebro recibe estímulos del entorno (retroalimentación sensorial) y activa determinadas repuestas, que dan lugar a un nuevo feedback sensorial.

Gustavo Deco (CBC, UPF): “El estudio finalmente nos ha permitido identificar que la corteza prefrontal está en la cima del sistema de orquestación de la dinámica cerebral"

"El marco teórico desarrollado ha permitido demostrar empíricamente cómo cada una de las regiones cerebrales interviene en la dirección que toma la dinámica cerebral global, permitiendo así determinar cómo se estructura jerárquicamente. El estudio finalmente nos ha permitido identificar que la corteza prefrontal está en la cima del sistema de orquestación de la dinámica cerebral", explica Gustavo Deco, director del grupo de investigación en Neurociencia Computacional del CBC de la UPF y profesor ICREA.

Los resultados de este estudio se presentan en el artículo científico titulado One ring to rule them all: The unifying role of prefrontal cortex in steering task-related brain dynamics, publicado recientemente en la revista Progress in Neurobiology. El estudio ha sido liderado por Gustavo Deco (CBC de la UPF e ICREA) y el profesor Morten L. Kringelbach, director del Centre for Eudaimonia and Human Flourishing del Linacre College y el Departamento de Psiquiatría, ambos en la Universidad de Oxford, así como investigador principal del Center for Music in the Brain de la Universidad de Aarhus en Dinamarca. Los otros coautores del artículo son Yonatan Sanz Perl (UPF y Universidad de Buenos Aires), Adrián Ponce-Alvarez (UPF), Enzo Tagliazucchi (Universidad de Buenos Aires y Universidad Adolfo Ibáñez de Santiago de Chile), Peter C. Whybrow y Joaquín Fuster (Universidad de California, Los Ángeles, UCLA).

Se analizan las dinámicas cerebrales de más de 1.000 personas al hacer siete tareas cognitivas

En el marco de este modelo, se ha medido la evolución temporal de los niveles de producción de entropía (o nivel de asimetría en los flujos de información) en el cerebro de las más de 1.000 personas que conforman la muestra de este estudio. Este medición se ha realizado cuando los participantes del estudio realizaban siete tareas distintas (de memoria, sociales, de lenguaje, emocionales, de juego, motoras y de relación de conceptos), así como en estado de reposo.  El estudio revela que los mismos anillos de regiones de la corteza prefrontal lideran la coordinación de las dinámicas cerebrales al realizar las siete tareas cognitivas planteadas a los participantes.

Artículo de referencia:

Deco G, Sanz Perl Y, Ponce-Alvarez A, Tagliazucchi E, Whybrow PC, Fuster J, Kringelbach ML. One ring to rule them all: The unifying role of prefrontal cortex in steering task-related brain dynamics. Prog Neurobiol. 2023 Aug;227:102468. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2023.102468. Epub 2023 Jun 8. PMID: 37301532.