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  • Mente y Cerebro
  • Marzo/Abril 2019Nº 95
Avances

Neurociencia

El núcleo accumbens, fundamental para la memoria

Un estudio que combina la teoría de redes y la neurociencia experimental demuestra que el núcleo accumbens, centro cerebral de los procesos de recompensa y adicción, también desempeña una función esencial en la comunicación de los circuitos de la memoria.

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El cerebro es un órgano extremadamente complejo, con innumerables conexiones. Conocer los detalles microscópicos de esa conectividad es de gran importancia, pero también lo es entender las conexiones cerebrales a gran escala, ya que estas determinan los flujos de información en el conjunto del sistema. Para investigar esta cuestión suele recurrirse a una visión simplificada del cerebro que propone entenderlo como una red compuesta por nodos unidos mediante conexiones que intercambian información.

Esta visión más sencilla ha permitido, en fecha reciente, emplear herramientas matemáticas prestadas de la teoría de grafos para estudiar la comunicación en el sistema nervioso. De esta manera, los nodos de la red estarían compuestos por poblaciones neuronales (regiones cerebrales) unidas por conexiones estructurales (axones nerviosos) y funcionales (activaciones correlativas en poblaciones neuronales distintas). Esta simplificación elimina los detalles del sistema, pero, como veremos más adelante, facilita la identificación de los nodos y las conexiones que desempeñan un papel fundamental en una tarea cognitiva concreta o cuya alteración podría ser central en enfermedades neurológicas o psiquiátricas como el alzhéimer, la epilepsia o el alcoholismo.

Tipos de nodos y su importancia

Según sus conexiones, los nodos de una red pueden tener mayor o menor influencia sobre el flujo global de información. Así, los nodos con un mayor número de conexiones (de alto grado, o hubs) influyen más sobre la comunicación en la red, de forma similar a cómo un aeropuerto con mucha actividad condiciona la organización del espacio aéreo y la salida de los vuelos en aeropuertos más pequeños en sitios remotos. Sin embargo, el grado de los nodos no constituye el único factor ni, necesariamente, el más importante.

Como demostramos y publicamos en Nature Physics en 2015, el patrón de conectividad resulta fundamental. Por ejemplo, un nodo con pocas conexiones (de bajo grado) puede ocupar una posición estratégica en la red porque al conectar dos o más hubs podría tener mayor influencia que los hubs por separado. También comprobamos, a partir de la teoría de grafos, que la existencia de nodos de bajo grado con posiciones estratégicas en la red, a los que denominamos «nodos críticos», era beneficiosa para la estabilidad de la red y prevenía la propagación de fallos en cascada. Mediante la construcción de redes cerebrales a partir de imágenes por resonancia magnética funcional (RMf) constatamos la existencia de nodos críticos en el cerebro.

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