Saber com es comuniquen les neurones quan el cervell està duent a terme una tasca cognitiva és un coneixement essencial per a l'estudi del processament cerebral de la informació. Malgrat això, és un tema que ha estat tradicionalment poc estudiat degut a la dificultat d'enregistrar simultàniament l'activitat de neurones individuals durant les diferents etapes de l'execució de la tasca.

En un treball recentment publicat a la revista PNAS s'ha quantificat la interacció temporal entre l'activitat elèctrica de neurones de cinc àrees corticals de dos primats: les àrees corticals sensorials (S1 i S2), premotores (MPC, DPC) i motores (M1), mentre els individus duien a terme una tasca de discriminació somatosensorial en què havien d'indicar amb el moviment de la mà quin estímul rebut tenia major intensitat.

La recerca ha estat liderada per Gustavo Deco, investigador ICREA del Depatament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) i director del Centre de Cognició i Cervell (CBC) de la UPF, conjuntament per Ranulfo Romo, investigador de la UNAM de Mèxic. Són coautors del treball Adrià Tauste i Marina Martínez-García, membres del CBC.

L'estudi ha consistit en l'estimació matemàtica de les interdependències que s'estableixen entre els trens de potencials d'acció de cada parell de neurones com a conseqüència de les diferents etapes de la tasca cognitiva: percepció, memòria, presa de la decisió i activitat motora. 

Àrees sensitives i motores estan correlacionades bidireccionalment

Com han indicat Deco i Tauste, director i primer signant del treball, respectivament "hem constatat que per a dur a terme la tasca cognitiva, són necessàries dependències bidireccionals entre àrees sensorials i motores que es mantenen fins i tot durant intervals de la tasca en què les neurones per sí soles no codifiquen informació sobre l'estímul i/o resposta ".

"Curiosament, els resultats indiquen que quan el cervell deixa de fer la tasca aquestes correlacions neuronals desapareixen en gran mesura, fins i tot en presència del mateix tipus d'estímul", han afegit.

Aquestes dependències bidireccionals entre neurones s'activen i es desactiven en funció dels valors de l'estímul i de la resposta, la qual cosa indica que cada tros d'informació relacionada amb la tasca viatja a través d'un camí neuronal diferenciat.

A més, aquestes interacciones neuronals ocorren de forma més ràpida entre àrees somatosensorials (S1 i S2), durant els períodes d'estimulació i de memòria, que quan relacionen àrees premotores i àrees motores (MPC, DPC, M1) en el moment de la presa de la decisió, suggerint que la informació sensorial i decisional es distribueix a diferent velocitat.

En conclusió, com ha manifestat Adrià Tauste, primer autor de l'article "el nostre treball mostra que existeix una comunicació neuronal en el cervell activada específicament per a la realització d'una tasca i que les caracteristiques espacials i temporals d'aquesta comunicació depenen del tipus d'informació transmesa".

Treball de referència:

Adrià Tauste Campo, Marina Martínez Garcia, Verónica Nácher, Rogelio Luna, Ranulfo Romo i Gustavo Deco (2015), " Task-driven intra-and interarea communications in primate cerebral cortex", PNAS, doi: 10.1073/pnas.1503937112.