Ciencia: desarrollan un método para descifrar cómo interactúan las regiones del cerebro

El modelo, que está basado en técnicas estadísticas avanzadas y de inteligencia artificial, permite identificar conexiones cerebrales incluso cuando la señal está distorsionada o incompleta.

Desarrollan un método para descifrar cómo interactúan las regiones del cerebro.

Un nuevo método, basado en técnicas estadísticas avanzadas y de inteligencia artificial, que permite analizar de forma precisa cómo se coordinan las diferentes áreas del cerebro, fue desarrollado por un equipo de investigación de la Universidad de Málaga (UMA). El mismo, identifica conexiones cerebrales incluso cuando la señal está distorsionada o incompleta, y es aplicable a contextos como el estudio de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson.

Para validar el modelo, el equipo utilizó una muestra de datos que incluye pruebas de electroencefalografía (EEG) hechas en niños de entre cuatro y ocho años. De esta manera, comprobaron cómo evolucionan las señales del cerebro en diferentes perfiles de niños en función de sus capacidades lectoras. La principal ventaja de esta propuesta, respecto a técnicas más tradicionales, es que permite conocer la dirección de la comunicación entre regiones cerebrales. Es decir, se puede mostrar que dos zonas están conectadas, y cuál de ellas inicia la comunicación y cuál la recibe.

Según los especialistas, esta ventaja se suma la incertidumbre en la detección, lo que permite identificar qué conexiones son más fiables y cuáles de ellas fueron fruto de un hallazgo fortuito. "Hasta ahora, otros métodos analizaban la señal una sola vez, como quien mide cuánto tarda en llegar al trabajo un único día. En nuestro caso, estudiamos el efecto cientos de veces, observando cómo unas ondas influyen sobre otras, y nos centramos únicamente en aquellas conexiones que se reproducen con mucha probabilidad", explicó Diego Castillo Barnes, investigador de la UMA, en declaraciones a la Fundación Descubre.

Los especialistas indican que permite identificar qué conexiones son más fiables y cuáles de ellas fueron fruto de un hallazgo fortuito.

Aplicación en envejecimiento o enfermedades neurodegenerativas

Aunque este estudio fue aplicado al cerebro infantil, los expertos destacan que puede emplearse en muchos otros ámbitos: desde el estudio del envejecimiento o enfermedades neurodegenerativas, hasta el análisis del lenguaje o el desarrollo de tecnologías que conectan el cerebro con dispositivos digitales.

En este contexto, los expertos explicaron que el cerebro se coordina mediante señales eléctricas que viajan en forma de ondas. Algunas son lentas y otras rápidas, y cada tipo tiene una función diferente. Además, se coordinan entre sí como una orquesta para que una persona pueda prestar atención, recordar cosas o entender lo que se escucha. De esta forma, manifestaron que una de las formas de coordinación entre ondas cerebrales es lo que se conoce como "acoplamiento fase-amplitud", es decir cuando una onda lenta marca el ritmo, y una onda rápida ajusta su intensidad según ese ritmo.

El estudio, titulado 'A Bayesian framework for phase-amplitude cross-frequency coupling inference: Application to reading disability detection' publicado en la revista 'Expert Systems with Applications', analiza la direccionalidad en la actividad cerebral. Esto quiere decir que no se trata solo de si hay una conexión entre regiones, sino también cuál de ellas está marca el ritmo y cuál sigue el compás como "una orquesta donde un instrumento puede llevar la melodía y otros acompañarla". El cerebro distribuye funciones y responsabilidades entre distintas áreas, por lo que cuando una región falla, otras pueden adaptarse y asumir parte de su papel.

El cerebro se coordina mediante señales eléctricas que viajan en forma de ondas.

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Actualmente, el equipo está iniciando nuevas líneas de trabajo en las que se aplica este modelo al estudio de la epilepsia, con el objetivo de comprender mejor cómo se organizan las dinámicas cerebrales y detectar alteraciones en su coordinación. "El cerebro funciona como una orquesta compleja: cada grupo de neuronas tiene su papel, pero también debe seguir el ritmo que marcan otras. Nuestro modelo ayuda a identificar esas dinámicas y entender mejor cómo se organizan, tanto en situaciones normales como patológicas", explicó Nicolás Gallego, coautor del trabajo.