El cerebro se compone de miles de millones de neuronas y su funcionamiento interno ha resultado, en muchas ocasiones, un verdadero enigma para la ciencia. Uno de los misterios, por lo menos hasta ahora, era descubrir cómo distintas regiones de este órgano logran trabajar juntas cuando es necesario, incógnita que pareciera haber sido dilucidada por investigadores de la Universidad de Stanford, en California, Estados Unidos.

Las neuronas se organizan en diferentes regiones, cada una de éstas como principal responsable de procesos específicos. Sin embrago, también coordinan sus esfuerzos para llevar a cabo un trabajo puntual, mediante un complejo mecanismo que es abordado y descrito en un estudio publicado recientemente por la revista Nature Neuroscience.

Las diversas áreas del cerebro constantemente realizan sus funciones de manera autónoma, basándose en las neuronas dentro de ellas mismas, pero, en determinados momentos, renuncian a su independencia y se comunican entre sí, sin interferir unas con otras cuando tienen que trabajar solas. Todo esto se debería, plantean los autores de la publicación, a un proceso previamente desconocido, que ayuda a dar vida a esta alianza neuronal y funcionamiento mancomunado. Los investigadores descubrieron la forma en que diferentes regiones del cerebro  estructuran puentes localizados o señales de radiodifusión para reclutar otras regiones, según sea necesario. “Nuestras neuronas siempre están encendidas y conectadas”, explican.

Los resultados se obtuvieron mediante el análisis de pruebas desarrolladas con primates previamente entrenados para hacer movimientos específicos con sus brazos, consistentes en realizar breves pausas antes de alcanzar un objeto determinado, dejando así que su cerebro se “preparara” un momento antes de continuar. Durante el experimento, se tomaron lecturas eléctricas en los músculos de las mencionadas extremidades y en las dos regiones corticales del cerebro que controlan los movimientos del brazo, cada una de las cuales compuesta por más de 20 millones de neuronas. Así, se buscó identificar y comparar qué tipo de señales son transmitidas durante los estados de preparación y acción entre las distintas áreas cerebrales. Para acotar la muestra, se seleccionaron cuidadosamente cerca de 150 neuronas individuales de ambas regiones.

Los investigadores examinaron los registros del cerebro de los primates en dos niveles: primero, en el que consideraban que se producía la actividad de neuronas individuales, es decir, la rapidez o lentitud con la que las neuronas disparan señales; y en segundo lugar, en el nivel que identificaron patrones de cambios en la actividad de muchas neuronas.

La metodología del estudio se basó en el análisis de población y dimensionalidad, una técnica relativamente nueva para la neurociencia, cuyo objeto es determinar cómo las neuronas trabajan juntas en regiones enteras del cerebro. Pues bien, durante las pruebas de laboratorio ocurrió lo siguiente: como el primate se preparó para el movimiento pero retuvo su brazo, muchas neuronas de las dos regiones que controlan el movimiento registraron cambios relevantes, sin embargo, esta actividad preparatoria no fue el motor de la acción. Los científicos advirtieron que, durante la fase de preparación, el cerebro equilibra cuidadosamente los cambios de actividad de todas esas neuronas individuales dentro de cada región. Así, mientras algunas se disparan más rápido, otras se ralentizan, de manera que toda la población transmite un mensaje permanente a los músculos.

En el momento de la acción, las lecturas de población se modificaron de forma medible y consistente. Con estos datos, se pudo establecer una correlación entre los cambios en el nivel de la población con la flexión de los músculos que ejecutaron la orden y tomaron el objeto. Las conclusiones de este trabajo y su respectiva aplicación clínica pueden resultar relevantes en el diseño o manejo de terapias dirigidas a personas que sufran enfermedades neuromusculares.