“Ash nazg durbatulûk!”, va escriure Tolkien en el seu llenguatge fictici Black Speech a la seva obra El Senyor dels Anells. En català, aquesta expressió es traduiria com "un anell per governar-los a tots" i podria servir com a metàfora sobre com funciona la dinàmica cerebral, segons un estudi recent liderat pel Center for Brain and Cognition de la UPF i el Centre for Eudaimonia and Human Flourishing de la Universitat d’Oxford. L'estudi ha descobert que un anell de regions de l'escorça prefrontal és responsable de dirigir la dinàmica cerebral temporalment, quan es fan tasques cognitives, inclosos processos com la memòria, el control de les emocions, la inhibició de les respostes i la presa de decisions.

Aquest estudi confirma la hipòtesi del Cercle de Percepció-Acció, que va establir fa molts anys el famós neurocientífic català Joaquín Fuster, cèlebre professor de la Universitat de Califòrnia de Los Angeles (UCLA) i coautor del present estudi. L'estudi mostra que l'escorça prefrontal juga un paper decisiu per orquestrar aquest anell, amb el qual s'activa aquest Cercle de Percepció-Acció: el nostre cervell rep estímuls de l'entorn (retroalimentació sensorial) i activa determinades respostes, que donen lloc a un nou feedback sensorial.

Gustavo Deco (CBC, UPF): “L'estudi finalment ens ha permès identificar que l'escorça prefrontal està al cim del sistema per orquestrar la dinàmica cerebral"

"El marc teòric desenvolupat ha permès demostrar empíricament com cadascuna de les regions cerebrals intervé en la direcció que pren la dinàmica cerebral global, cosa que ha permès identificar com s'estructura jeràrquicament. L'estudi finalment ens ha permès identificar que l'escorça prefrontal està al cim del sistema per orquestrar la dinàmica cerebral", explica Gustavo Deco, director del grup de recerca en Neurociència Computacional del CBC de la UPF i professor ICREA.  

Els resultats d'aquest estudi es presenten en l'article científic titulat  One ring to rule them all: The unifying role of prefrontal cortex in steering task-related brain dynamics, publicat recentment a la revista Progress in Neurobiology. L'estudi ha estat liderat per Gustavo Deco (CBC de la UPF i ICREA) i el professor Morten L. Kringelbach, director del Centre for Eudaimonia and Human Flourishing del Linacre College i el Departament de Psiquiatria, ambdós a la Universitat d’Oxford, així com investigador principal del Center for Music in the Brain a la Universitat d’Aarhus a Dinamarca. Els altres coautors de l'article són Yonatan Sanz Perl (UPF i Universitat de Buenos Aires), Adrián Ponce-Alvarez (UPF); Enzo Tagliazucchi (Universitat de Buenos Aires i Universitat Adolfo Ibáñez de Santiago de Xile), Peter C. Whybrow i Joaquín Fuster (Universitat de Califòrnia, Los Angeles, UCLA).

S'analitzen les dinàmiques cerebrals de més de 1.000 persones en fer set tasques cognitives

Per desenvolupar aquest estudi, s'ha mesurat l'evolució temporal dels nivells de producció d'entropia (o nivell d'asimetria en els fluxos d'informació) en el cervell de les més de 1.000 persones que conformen la mostra d'aquest estudi. Aquest mesurament s'ha realitzat quan els participants de l'estudi realitzaven set tasques diferents (de memòria, socials, de llenguatge, emocionals, de joc, motores i de relació de conceptes), així com en estat de repòs. L'estudi revela que els mateixos anells de regions de l'escorça prefrontal lideren la coordinació de les dinàmiques cerebrals en realitzar les 7 tasques cognitives plantejades als participants.

Article de referència:

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.