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Dos mecanismos neuronales regulan el flujo de la información sensorial

Neuronas multiplicativas y aditivas participan en la transmisión de información en los circuitos sensoriales del cerebro.

La actividad de la red neuronal fluctúa de manera espontánea. En la figura se muestran un grupo de neuronas con actividad alta (derecha, puntos rojos) y otro en el que la excitación neuronal resulta más reducida (izquierda, más puntos azules). La actividad de la red modula la estimulación de una neurona cercana (verde), valor que se registra mediante un electrodo (para medir la actividad de las demás neuronas se usan otros electrodos, los cuales no aparecen en la figura). [CORTESÍA DE RUBÉN MORENO BOTE]

El cerebro recibe continuamente una multitud de señales sensoriales. Sucede, por ejemplo, cuando hablamos con alguien mientras caminamos por el paseo de Gracia de Barcelona. ¿Cómo convertimos esa amalgama de señales, muchas veces incoherentes, en una percepción nítida? ¿De qué modo eliminamos información irrelevante que, de no hacerlo, saturaría nuestra percepción? En este ejemplo, nos interesaría ignorar las palabras de otros viandantes con los que nos crucemos así como los ruidos de la calle, y prestar atención a lo que nos cuenta la persona que nos acompaña en nuestro paseo. ¿Puede que existan en nuestro cerebro una suerte de señales de tráfico o «semáforos» que controlan la transmisión de información sensorial entre las neuronas? Si así fuese, ello ayudaría a reducir algunos de los estímulos que no nos interesan, a la par que aumentaría el impacto de otros.

La psicología experimental ha demostrado que existen sistemas de control del flujo de información en el cerebro humano. La atención permite focalizar ciertos estímulos o tareas a la vez que elimina la influencia de otros que se consideran distractores. Varios trabajos anteriores señalan que la atención aumenta la actividad eléctrica de las neuronas sensoriales. Sin embargo, se sabe que este mecanismo resulta insuficiente para explicar el poder de control que posee la atención. Un trabajo que ha llevado a cabo nuestro grupo y que se ha publicado en Neuron arroja luz sobre los mecanismos neuronales que facilitan el control del flujo de información en el cerebro.

Operaciones matemáticas cerebrales

Hace unos años cayeron en nuestras manos unos regis­tros de actividad neuronal que pertenecían al laboratorio de Adam Kohn, investigador del Colegio de Medicina Al­bert Einstein de Nueva York. Los resultados desper­taron nuestro interés por dos motivos. En primer lugar, los datos correspondían a la corteza visual primaria en monos, el modelo animal más cercano a los humanos tanto desde el punto de vista neuroanatómico como cognitivo. En segundo lugar, y quizá más destacable, los registros no consistían en una sola neurona (proce­dimien­to habitual en electrofisiología), sino que mostraban el análisis simultáneo de muchas neuronas de una misma red. En concreto, los datos ofrecían la actividad de casi cien neuronas medidas a la vez. Con ellos se podía estudiar la comunicación neuronal con todo detalle y con gran precisión temporal. Estos datos parecían ser los idóneos para entender los mecanismos de modulación de información en los circuitos neuronales sensoriales.

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