En neurociencia, una de las preguntas más importantes es entender cuál es el código neuronal, es decir, el conjunto de símbolos que utiliza el cerebro para transmitir información entre sus diferentes regiones.

Las neuronas responden modificando su actividad eléctrica siguiendo patrones específicos adquiridos a través del aprendizaje. En presencia de un estímulo, ya sea sensorial, asociativo, motriz o cognitivo,  las neuronas “disparan” selectivamente a un rango pequeño, pero muestran a la vez variabilidad en su respuesta a un mismo estímulo.

Numerosos estudios han demostrado que las respuestas neuronales están moduladas tanto por los estímulos, como por el estado de la red neuronal local implicada. Sin embargo, se tiene poco conocimiento sobre cómo las fluctuaciones en la actividad de las poblaciones neuronales modifican la selectividad neuronal de las células nerviosas y  alteran la transmisión de información.

Un trabajo del que Arandia-Romero, investigador del Grupo de Investigación en Neurociencia Computacional y Cognitiva (CCN) de la UPF, es el primer autor, muestra que la actividad neuronal en la corteza visual de primates se modula con fluctuaciones de la actividad de toda la población de neuronas.

Como ha manifestado Arandia-Romero, “el resultado más importante ha sido mostrar a qué tipo de neuronas transmisoras de más información afecta esta modulación, es decir, ‘quién lleva la voz cantante’, pero sin alterar la información total disponible en la red”, y ha añadido “de esta forma, la actividad de la población neuronal actúa como un ‘semáforo’ que regula ‘el tráfico de información’ en el cerebro”.

Es un trabajo que se publica en Neuron y que ha sido liderado por Rubén Moreno-Bote, profesor Serra Húnter y jefe del Grupo de Investigación en Neurociencia Computacional y Cognitiva (CCN), del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la Universidad Pompeu Fabra. 

El estado de la red neuronal juega un papel crucial en el complejo estímulo-respuesta

La actividad de la población modula la selectividad neuronal a través de efectos multiplicadores y / o aditivos. Las neuronas con efectos multiplicadores más fuertes tienden a tener menor modulación aditiva, y viceversa. En el momento de transmitir información, estos efectos se compensan y quedan enmascarados en la totalidad de la población neuronal.

Como han manifestado los autores del trabajo "nuestros resultados sugieren que las fluctuaciones intrínsecas de actividad pueden actuar como semáforos para determinar qué conjunto de neuronas tendrán más información y serán las responsables de responder a un determinado estímulo, en un contexto de redes neuronales densamente interconectadas”.

Un equipo de neurocientíficos incorporado recientemente a la Universidad

El Grupo de Investigación en Neurociencia Computacional y Cognitiva (CCN) se incorporó el pasado mes de septiembre en el campus del Poblenou, dentro del DTIC y bajo la dirección de Rubén Moreno-Bote, profesor Serra Húnter. 

En el CCN se combinan la neurociencia cognitiva y la computacional con el análisis de los datos neuronales y de comportamiento. El objetivo fundamental del grupo es entender la dinámica neuronal subyacente a las funciones cognitivas, tales como la percepción y toma de decisiones. Se trata de un laboratorio multidisciplinario en el que coexisten armoniosamente técnicas de la psicología, la física, las matemáticas y la neurociencia.

Trabajo de referencia:

Iñigo Arandia-Romero, Seiji Tanabe, Jan Drugowitsch, Adam Kohn y Rubén Moreno-Bote, (2016), “Multiplicative and additive modulation of neuronal tuning with population activity affects encoded information”, Neuron, edición avanzada  en línea del 25 del febrero.