¿Cómo se codifica la información en el cerebro?: nueva teoría sobre la propagación de señales

Durante más de cincuenta años, la comunidad neurocientífica ha participado en un intenso debate sobre cómo se codifica la información en el cerebro y cómo se transmite en forma fiable de una región del cerebro a otra. Se han propuesto sistemas de codificación mutuamente excluyentes, a los que han apoyado con energía

Científicos de la Universidad de Friburgo pudieron demostrar (en un próximo número de la revista Nature Reviews Neuroscience) que los primeros estudios se basaron en propuestas bastante extremas. En cambio, es posible que en determinadas condiciones, dentro del cerebro pueden ser empleados simultáneamente los dos códigos que se han propuesto.

Uno de los enigmas no resueltos del cerebro es la cuestión de qué código se utiliza cuando las células nerviosas se comunican entre sí. Durante más de un siglo se ha sabido por que la unidad básica de comunicación dentro del sistema nervioso es una fluctuación pulsante en el voltaje de la membrana de las neuronas. Pero todavía se debate acerca de cómo estos llamados «potenciales de acción» se combinan para formar un código para el real procesamiento y transmisión de la información. Las candidatas populares son dos formas de codificación: una se basa en el ritmo de los potenciales de acción (codificación de ritmo) y la otra se basa en el tiempo de su ocurrencia (codificación temporal).

Hasta ahora, la naturaleza del código neuronal se mantuvo grandemente elusiva ante la investigación cerebral experimental. Hasta los cerebros de los insectos son demasiado complejos para que los científicos de hoy determinen el código que utilizan. Los enfoques teóricos, la simulación de procesos cerebrales por medio de modelos informáticos, desempeñan entonces un papel importante dentro de la neurociencia moderna, y pueden abordar estas y otras preguntas.

Los modelos presentados en los primeros estudios indicaron que sólo podía ser usado uno de los dos códigos propuestosen todo momento en las redes neuronales. Dependiendo de la manera en que se comunican las neuronas entre ellas, ya sea la frecuencia del pulso o las duraciones, se podría transmitir de forma fiable.

Arvind Kumar, Stefan Rotter y Ad Aertsen del Centro Bernstein de Friburgo proponen ahora que en determinadas condiciones, las dos formas de codificación, de hecho, se pueden emplear en forma simultánea. Los científicos argumentan que los estudios anteriores no reconocen la posible coexistencia de ambos códigos porque representan dos extremos de un continuo de condiciones biológicamente plausibles.

En el artículo en línea, ya disponible, los científicos demuestran que los resultados anteriores se pueden conciliar en un marco conceptual más amplio de codificación y transmisión neuronal. Además, su análisis de las condiciones exigidas muestra que, en realidad, es posible utilizar ambos códigos en forma simultánea en una red neuronal. Así, por primera vez, se han identificado las condiciones para esta coexistencia de diferentes códigos neurales. Esto aporta pistas valiosas para saber qué analizar en los experimentos futuros al tratar de identificar los códigos que utilizan los «verdaderos» cerebros.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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