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Desentrañar las interacciones entre las áreas del cerebro

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Explorar cómo las áreas del cerebro se comunican entre sí es el foco de una colaboración de investigación de larga data entre la Universidad Carnegie Mellon, la Facultad de Medicina Albert Einstein y Champalimaud Research. El equipo intercontinental está registrando simultáneamente poblaciones de neuronas en múltiples áreas del cerebro en el sistema visual y utilizando métodos estadísticos novedosos para observar los patrones de actividad neuronal que se transmiten entre las áreas. Sus últimos hallazgos revelan que la señalización de realimentación y retroalimentación involucra diferentes patrones de actividad neuronal, lo que brinda una nueva comprensión de cómo el cerebro procesa la información visual.

Una miríada de funciones cerebrales, como ver, oír y tomar decisiones, requieren múltiples áreas del cerebro para comunicarse entre sí. Los investigadores han estudiado previamente pares de neuronas o alguna métrica agregada de actividad neuronal en áreas para evaluar cómo se recibe, procesa y actúa la información en la vida cotidiana. Pocos grupos han estudiado, con tanto detalle, poblaciones de neuronas juntas para ver qué tipo de patrones de actividad se comunican a través de las áreas del cerebro.

«La idea de este estudio era investigar cómo fluye la información a través de dos áreas de la corteza visual, V1 y V2», dice João D. Semedo, primer autor del trabajo publicado en Comunicaciones de la naturaleza y ex ingeniero eléctrico e informático Ph.D. estudiante. «Teníamos fuertes razones para creer que las áreas se comunicaban entre sí, según la anatomía, pero el seguimiento del flujo de señales entre áreas resultó ser realmente difícil».

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Semedo continúa: «Usando tecnología pionera del laboratorio del Dr. Kohn, hemos podido registrar múltiples áreas del cerebro al mismo tiempo, y dentro de cada una de esas áreas del cerebro, registrar muchas neuronas. Es la actividad de un grupo de neuronas juntas lo que Luego aplicamos métodos estadísticos de una manera creativa para extraer señales que no se habían extraído antes».

En su análisis, el grupo identificó interacciones dirigidas entre áreas del cerebro y confirmó que los patrones de actividad en las interacciones de retroalimentación (de V1 a V2) diferían de los patrones de actividad en las interacciones de retroalimentación (de V2 a V1). Las reuniones semanales y un enfoque unido e impulsado por el trabajo en equipo han permitido a los colaboradores mantenerse conectados en todos los aspectos del trabajo y han contribuido a su éxito.

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«Comprender lo que se comunica de un área del cerebro a otra es difícil de desentrañar, porque las señales fluyen en todas las direcciones, todo el tiempo», explica Adam Kohn, profesor de neurociencia en el Colegio de Medicina Albert Einstein. «Lo que más me emociona de este trabajo son las perspectivas que abre para el futuro. Si podemos identificar los patrones de actividad que están involucrados en diferentes direcciones de señalización, será un gran paso adelante en la comprensión de cómo funciona el cerebro». «

En términos más generales, estos métodos podrían aplicarse para investigar el flujo de comunicación en otras áreas del cerebro, fuera del sistema visual.

«Estudios como estos aumentan nuestra comprensión científica básica de cómo funciona el cerebro», dice Byron Yu, profesor de ingeniería biomédica e ingeniería eléctrica e informática. «Muchos trastornos cerebrales implican una interrupción de la comunicación entre las áreas del cerebro. Este trabajo pionero podría conducir a tratamientos novedosos para tales trastornos e incluso ayudarnos a desarrollar nuevos métodos para ayudar al desarrollo del cerebro y formas de aprender».


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Soy un viajero de 29 años y vendedor en una tienda de prêt-à-porter. Me incorporé al equipo de redacción de AltaVision.news en octubre de 2021.