Un estudio revela que el cerebro distribuye la información sensorial de manera muy eficiente
Escalamiento de la información en grandes poblaciones neuronales e impacto de las correlaciones de ruido en la información. Crédito: Universitat Pompeu Fabra – Barcelona
A veces se ha sugerido que los humanos usan una pequeña fracción de sus cerebros. Pero, ¿es cierta esta afirmación? Los autores de un estudio publicado el 20 de enero en la revista Nature Communications responden a esta pregunta utilizando registros neuronales de ratones sometidos a estímulos visuales.
Este artículo demuestra, en el sistema visual de los ratones, la presencia de un tipo de coordinación de la actividad neuronal denominada correlaciones diferenciales. Los autores del estudio son Rubn Moreno-Bote, investigador del Centro de Cerebro y Cognición (CBC) y profesor de investigación Serra Hunter del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF; del laboratorio de Jan Drugowitsch en la Universidad de Harvard (EEUU), con la participación de investigadores de la Universidad de Zaragoza y la Universidad del País Vasco.
Tanto la información sensorial como la visual se distribuye en decenas de áreas cerebrales y cientos de millones de neuronas. Si la información visual (como la identidad de un rostro) se divide en pequeños paquetes ubicados en cada neurona y estos paquetes fueran independientes, entonces sería necesario ‘leer’ la actividad de todas las neuronas para extraer la información sensorial completa. “Otra posibilidad es que los paquetes de información sean más grandes, de modo que una neurona tenga mucha información sensorial, como si la información pudiera condensarse y repetirse en muchas neuronas. En este caso, el código neuronal sería redundante”, explica Rubn. Moreno-Bote.
La ventaja de un código redundante es que solo se necesitaría una pequeña fracción de neuronas para extraer toda la información visual contenida en el cerebro, lo que podría suceder si hubiera un tipo de correlación en el cerebro, o coordinación de la actividad neuronal, llamadas correlaciones diferenciales.
Correlaciones diferenciales en el sistema visual del cerebro de roedores
La presencia de tal coordinación en la actividad entre neuronas ya se predijo en un estudio previo de Moreno-Bote et al., publicado en Nature Neuroscience (2014). Este documento postuló que estas correlaciones diferenciales podrían ser muy débiles y difíciles de medir. Sin embargo, a pesar de su debilidad, se pensaba que limitaban en gran medida el contenido de información del cerebro.
En el nuevo estudio, publicado en Nature Communications, los autores demuestran la presencia de correlaciones diferenciales en el sistema visual de los ratones. . Para ello, han utilizado técnicas de imagen de iones de calcio. permitiendo a los investigadores estudiar la actividad de casi 500 neuronas simultáneamente. Estas técnicas permiten detectar correlaciones diferenciales a pesar de su debilidad.
Los resultados del estudio revelaron que las correlaciones diferenciales limitan la información en el cerebro de los roedores. El estudio demuestra que leyendo casi el 10% de las neuronas de la corteza visual primaria es posible extraer toda la información contenida en el 100% de las neuronas, y por tanto basta con leer una décima parte de la actividad neuronal para extraer toda la información presente en la corteza visual primaria.
Al responder a la pregunta inicial, Moreno-Bote afirma: «Nuestros resultados sugieren que tal vez no siempre usamos todo el cerebro, que en algunos casos no hay necesidad de usar El 100% de las neuronas identifican perfectamente un estímulo, por lo que usar el 10% nos permite actuar tan bien como si usáramos el 100%”. Y añade, “nuestros resultados indican que el cerebro es una máquina muy eficiente capaz de distribuir la señal sensorial de forma eficiente porque utilizando una pequeña fracción de neuronas se puede extraer toda la información necesaria, dado un estímulo sensorial”.
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Las neuronas reales son ruidosas. ¿Pueden los implantes neurales darse cuenta de eso? Más información: MohammadMehdi Kafashan et al, El escalamiento de la información sensorial en grandes poblaciones neuronales muestra firmas de correlaciones que limitan la información, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20722-y Información de la revista: Nature Communications , Nature Neuroscience
Proporcionado por Universitat Pompeu Fabra – Barcelona Cita: Un estudio revela que el cerebro distribuye la información sensorial de manera muy eficiente (2021, 1 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-reveals-brain-sensory-highly-ficiently.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.