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La misteriosa señalización en espiral en el cerebro humano puede ser la clave de nuestra cognición

Se han descubierto misteriosas señales en espiral en el cerebro humano, y los científicos que las descubrieron creen que ayudan a organizar la actividad cerebral compleja.

Las señales, que aparecen como espirales de ondas cerebrales que viajan a través de las capas externas del cerebro, se descubrieron durante exploraciones cerebrales con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) de 100 adultos jóvenes, tanto mientras descansaban como cuando estaban trabajando.

Se desconoce el propósito exacto de estos vórtices, pero sus descubridores sugieren que las señales helicoidales pueden usarse para conectar diferentes partes del cerebro y ayudar a procesar la información más rápido. Estos vórtices pueden incluso estar dañados por enfermedades cerebrales como la demencia, y podrían servir de inspiración para computadoras avanzadas que simulen los complejos procesos de la mente humana. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 15 de junio en la revista Nature Human Behaviour.

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«Al igual que los remolinos en un flujo turbulento, las hélices se involucran en interacciones complejas que desempeñan un papel crucial en la organización de la actividad compleja del cerebro», dijo Gong Plin, profesor asociado de física en la Universidad de Sydney, en un comunicado. las hélices coexistentes podrían permitir que la computación neuronal se realice de manera distribuida y paralela, lo que conduciría a notables eficiencias computacionales».

corrientes de Foucault en la corteza

La capa rugosa más externa del cerebro, llamada corteza cerebral, es responsable de gestionar muchas de las tareas más complejas del cerebro, como la memoria, la atención, el lenguaje, la percepción e incluso la conciencia misma. Muchos trastornos neurológicos, como la enfermedad de Alzheimer y la parálisis cerebral, afectan la corteza.

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Sin embargo, la neurociencia ha ignorado en gran medida la corteza en sí misma, centrándose tradicionalmente en las conexiones e interacciones entre las neuronas (las células nerviosas del cerebro) para determinar cómo funciona el órgano arrugado. Para estudiar la actividad a lo largo de la corteza cerebral, los científicos realizaron exploraciones de IRMf en 100 adultos sanos de entre 22 y 35 años. En cada ser humano existe una espiral misteriosa, un patrón complejo de ondas cerebrales de varios tamaños que gira en torno a un punto central.

La función exacta de las espirales es un misterio, pero después de analizar los patrones turbulentos, los científicos creen que los vórtices pueden actuar como puentes de comunicación entre los cerebros, conectando diferentes regiones en redes, a veces incluso a través de la corteza. Al asignar tareas a los participantes mientras escaneaban, como resolver un problema de matemáticas o escuchar una historia, los investigadores observaron que las espirales cambiaban de sentido horario a antihorario en diferentes áreas del cerebro, lo que sugiere que los vórtices podrían coordinar la actividad cerebral mediante: Cambios dinámicos de rotación .

«Una característica clave de estas hélices cerebrales es que a menudo aparecen en los límites de diferentes redes funcionales en el cerebro», dijo en un comunicado el autor principal Yiben Xu, estudiante de doctorado en física en la Universidad de Sydney. «En nuestro estudio, observamos que estas hélices cerebrales que interactúan permiten una reconfiguración flexible de la actividad cerebral en varias tareas que involucran el procesamiento del lenguaje natural y la memoria de trabajo, al cambiar la dirección de la rotación».

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Los investigadores dicen que su estudio debería alentar la investigación en neurociencia para pasar a fenómenos cerebrales a mayor escala. En última instancia, los procesos cerebrales en múltiples escalas se pueden unir para obtener una comprensión más completa de cómo funciona el cerebro.

Comprender más sobre el complejo funcionamiento de nuestro cerebro también tiene el potencial de «desarrollar poderosas computadoras inspiradas en el complejo funcionamiento del cerebro humano», dijo Gong.

«Al desentrañar los misterios de la actividad cerebral y revelar los mecanismos que controlan su coordinación, estamos desbloqueando aún más todo el potencial para comprender la cognición y la función cerebral», dijo Gong.

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