La dinámica turbulenta en el cerebro humano podría revolucionar la comprensión de su funcionalidad
Crédito: Universitat Pompeu Fabra – Barcelona
La mayoría de las personas experimentan turbulencias principalmente por la experiencia de volar en un avión. Sin embargo, la turbulencia es una característica clave de la naturaleza y se encuentra en todas partes, desde los ríos hasta las galaxias.
Las dinámicas de tipo turbulento son difíciles de capturar en una imagen fija. Sin embargo, Leonardo da Vinci hizo todo lo posible por identificar el orden subyacente del fenómeno, que observó en las corrientes de Foucault que se formaban al azar en el agua. De hecho, le fascinaba intentar comprender y describir los principios generadores que regían dinámicas tan complicadas. Tanto es así que acuñó la frase ‘turbolenza’, que proviene de la palabra latina para multitudes: ‘torba’. Esta misma idea fue el comienzo de siglos de investigación sobre la turbulencia. A través del trabajo de los gigantes de la física y las matemáticas modernas como Andrey Kolmogorov, Yosihiki Kuramoto y Werner Heisenberg, se han establecido algunos de los principales principios organizadores de la turbulencia. Heisenberg dijo: «Cuando me encuentre con Dios, le haré dos preguntas: ¿Por qué la relatividad? ¿Y por qué la turbulencia? Realmente creo que Dios tendrá una respuesta para la primera».
El artículo: «Turbulencia -like dynamics in the human brain» publicado por la principal revista de acceso abierto Cell Reports el lunes 8 de diciembre de 2020, se centra en caracterizar e identificar la turbulencia que se produce en el cerebro humano.
Este trabajo es el resultado de colaboración internacional entre el Center for Brain and Cognition (CBC) de la Universidad Pompeu Fabra, el Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y el Center for Music in the Brain de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), dirigida por los investigadores Gustavo Deco (ICREA-DTIC) y Morten L. Kringelbach, quienes han descubierto dinámicas turbulentas en el cerebro humano por medio de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) en una muestra de más de 1000 participantes.
La turbulencia como un principio organizador fundamental de los sistemas físicos
Gus tavo Deco afirmó: «Investigaciones anteriores han demostrado que la turbulencia es la forma óptima de hacer que la energía caiga en cascada a través del espacio-tiempo en muchas escalas, lo que no es solo un fenómeno agradable a la vista, sino también un principio organizador fundamental de los sistemas físicos».
El nuevo enfoque sugerido por este trabajo propone la existencia de dinámicas turbulentas como la columna vertebral de la comunicación de redes neuronales a gran escala
Deco continúa: «También hemos demostrado que la física de la turbulencia tiene importantes aplicaciones prácticas que van, por ejemplo, desde plantas químicas mejoradas hasta aviones y molinos de viento. Nuestros resultados revelan una nueva forma de analizar y modelar la dinámica de todo el cerebro. Este nuevo enfoque sugiere la existencia de dinámicas turbulentas como la columna vertebral de la comunicación de redes neuronales a gran escala. Este nuevo conocimiento podría revolucionar nuestra comprensión de la función cerebral».
Morten L. Kringelbach, coautor de la investigación, agrega: «Nuestros hallazgos proporcionan un marco sólido e innovador para su uso como biomarcadores novedosos para enfermedades neuropsiquiátricas. . En los próximos años, este marco teórico podría conducir a nuevas intervenciones que podrían mejorar la salud mental de muchas personas, especialmente después de esta turbulenta pandemia».
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Los investigadores calculan la turbulencia con inteligencia artificial Más información : Gustavo Deco et al, Turbulent-like Dynamics in the Human Brain, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108471 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por Universitat Pompeu Fabra – Barcelona Cita: La dinámica turbulenta en el cerebro humano podría revolucionar la comprensión de su funcionalidad (2021, 12 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/ 2021-01-turbulent-dynamics-human-brain-revolutionize.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona con fines informativos solamente.