Tendencias21
Neuronas explosivas holísticas responden a estímulos complejos

Neuronas explosivas holísticas responden a estímulos complejos

Al menos el 5% de las neuronas son explosivas holísticas: incrementan su potencial cuando un estímulo es complejo. Lo perciben como un todo, no como la suma de varias partes.

Neurocientíficos del Instituto de Ingeniería Biomédica y Tecnología de Suzhou, en China, junto con colaboradores internacionales y locales, han descubierto una nueva tipología de neuronas corticales. Su principal característica es que se potencian trabajando de forma holística, esto quiere decir que pueden responder a estímulos complejos entendiéndolos como totalidades, en lugar de como la suma de sus partes.

Durante el siglo XX, la neurociencia avanzó profundamente con relación a la definición de diferentes clases funcionales de neuronas, que se relacionan directamente con las distintas actividades que lleva adelante el cerebro humano. Hoy sabemos que hay grupos específicos de neuronas que nos permiten orientarnos en tiempo y espacio o que nos posibilitan tener a mano nuestros recuerdos de manera instantánea, entre otras opciones.

Ahora, la investigación realizada en China y que se explica en un artículo de la revista Medical Xpress,  detalla el funcionamiento de una nueva clase funcional de neuronas. Las células explosivas holísticas podrían marcar un antes y un después en el estudio del cerebro, ya que al trabajar los estímulos como un todo se constituirían en la base de la cognición cerebral, que distintas teorías relacionan con una actividad holística e integrada que funciona como trasfondo de otras manifestaciones neuronales.

Imagen que ilustra el hallazgo de un conjunto de células explosivas holísticas. Foto: Lou, Jia.

Nuevas tecnologías

Para llegar a este descubrimiento, los especialistas hicieron uso de una técnica combinada de microscopía de excitación de dos fotones (de proyección de imagen fluorescente) y electrofisiología unicelular. Sin estas nuevas tecnologías hubiera sido imposible detectar esta clase de neuronas, que conforman un escaso grupo (menos de un 5% del total) con un comportamiento único y completamente diferente con relación a la mayoría de las neuronas que las rodean.

El hallazgo se concretó al encontrar un subconjunto especial de neuronas en una capa de la corteza auditiva del cerebro de ratones. Llamó la atención de los investigadores que este grupo reaccionaba de forma muy diferente a otros. Al recibir estímulos sonoros, estas neuronas los procesaban el estímulo como un todo y no por partes separadas, como sucede habitualmente en otras células del cerebro.

Estímulos sonoros

El estímulo en cuestión eran acordes musicales. Como se conoce en teoría musical, los acordes son conjuntos de notas separadas que desarrollan sonidos específicos al integrase. Por ejemplo, en piano la nota do es solamente uno de los componentes del acorde Do Mayor, que incluirá a las notas do, mi y sol. Al tocarse las tres notas en conjunto se genera un sonido específico. Esa integración es la captada por las nuevas neuronas, no cada nota por separado como hacen otras células.

Las células explosivas holísticas se potencian al reaccionar a los estímulos como un todo, marcando una clara diferencia con relación a sus compañeras en el cerebro. El desafío para los investigadores será determinar los procesos relacionados con esta clase de neuronas en el cerebro humano, con el propósito de comprender en profundidad el papel que cumplen en nuestra actividad cognitiva.

Referencia

Single-neuron representation of learned complex sounds in the auditory cortex. Meng Wang et al. Nature Communications (2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18142-z

Foto de portada: Gerd Altmann. Pixabay.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Las minilunas podrían transformarnos en una especie interplanetaria 19 febrero, 2024
    "Minilunas" aún no descubiertas pueden orbitar la Tierra: teniendo en cuenta su proximidad a nuestro planeta, estos pequeños cuerpos serían excelentes herramientas para potenciar la exploración espacial. En concreto, algunos científicos creen que estos diminutos satélites podrían permitir a la humanidad explorar con mayor facilidad el Sistema Solar, establecerse como una especie interplanetaria y vivir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean un robot con el cerebro de un insecto 19 febrero, 2024
    Investigadores europeos han desarrollado un robot que puede moverse como un insecto. Le integraron un modelo de la actividad neuronal que se mueve de la misma forma que lo hacen los insectos para navegar eficientemente en cualquier entorno, sin tener capacidad de aprendizaje.
    Redacción T21
  • ¿La cognición sería una función de onda? 19 febrero, 2024
    Las ondas cerebrales desempeñan un papel crucial para la formación de la memoria, de la misma forma que las ondas cuánticas estructuran las neuronas que posibilitan la cognición. Una nueva investigación sugiere que memoria y consciencia podrían formar parte de esa dinámica, aunque a escalas muy diferentes.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los simios también tienen sentido del humor 18 febrero, 2024
    Cuatro especies de grandes simios empiezan a burlarse de los demás en broma en edades tan tempranas como los humanos. Sus burlas son provocativas, persistentes y se caracterizan por elementos sorprendentes y divertidos. Llevan así 13 millones de años.
    Redacción T21
  • Hasta el pequeño cerebro de una hormiga desarrolla tareas complejas 17 febrero, 2024
    Las hormigas del desierto encuentran su camino durante una fase temprana de aprendizaje con la ayuda del campo magnético de la Tierra. El proceso de aprendizaje asociado deja huellas claras en su pequeño cerebro, capaz de asumir tareas complejas con menos de un millón de neuronas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los agujeros negros supermasivos y las primeras galaxias crecieron al mismo tiempo 16 febrero, 2024
    Es probable que ya existieran agujeros negros supermasivos en los primeros momentos de la historia cósmica: habrían acelerado la formación de nuevas estrellas en el Universo temprano, incluso cuando crecían con sus galaxias. Un nuevo análisis de imágenes y datos obtenidos por el telescopio James Webb sugiere que los agujeros negros y las galaxias coexistieron […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA podría estar atrofiando poco a poco nuestros cerebros, según un nuevo estudio 16 febrero, 2024
    De la misma forma que el GPS de los smartphones ha dañado nuestro sentido de la cognición espacial y la memoria, según sugieren algunos estudios, la Inteligencia Artificial (IA) también podría afectar progresivamente nuestra capacidad para tomar decisiones de forma independiente, de acuerdo a una nueva investigación. La hipótesis plantea que los chatbots de IA […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Metaverso surgió de la imaginación y se hizo real gracias al progreso tecnológico 16 febrero, 2024
    El Metaverso inició su recorrido en la ciencia ficción y se hizo real inspirado en novelas como “Snow Crash" de Neal Stephenson y apoyado en tecnologías que han posibilitado universos paralelos para la experiencia humana. La novela "Ready Player One" de Ernest Cline y su adaptación cinematográfica dirigida por Steven Spielberg, han desempeñado un papel […]
    Carlos Peña González (*)
  • Revelan el origen de la falla geológica de Seattle, una de las más peligrosas del mundo 15 febrero, 2024
    Los datos magnéticos sugieren que la falla de Seattle, en Estados Unidos, se formó hace 55 millones de años, cuando la mitad sur de una cadena de islas volcánicas en subducción se amontonó sobre el continente y se separó de otra parte de la estructura, "desgarrando" el borde de América del Norte.
    Pablo Javier Piacente
  • Gigantescos "huevos espaciales" podrían ayudarnos a descubrir civilizaciones extraterrestres 15 febrero, 2024
    Un elipsoide SETI es un enfoque geométrico que identifica una región del espacio con forma de huevo, dentro de la cual cualquier civilización inteligente habría logrado observar un evento astronómico significativo, como por ejemplo una supernova, basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a través del espacio. Ahora, un nuevo análisis muestra […]
    Pablo Javier Piacente