La actividad cerebral es 10 veces superior a lo que se creía

Científicos de la Universidad de California (Los Angeles, EUA), descubren que las dendritas no se limitan a un papel pasivo en la transmisión del impulso eléctrico de la actividad cerebral.

¿Que son las dendritas?

El cerebro humano está formando por varios tipos de células, siendo las más importantes y conocidas las neuronas. Las neuronas son unas células con una forma parecida a un árbol cuyos componentes más característicos son; el soma, el axón y las dendritas.

Hasta ahora se solía considerar que las neuronas se comunicaban unas con otras a través de unos breves impulsos eléctricos generados por los somas. El soma de una neurona, generaba uno de estos impulsos nerviosos, y este viajaba por el axón hasta las dendritas (o el axón) de otra neurona. Las dendritas de esta otra neurona, recibían este impulso nervioso y lo transmitían de forma pasiva al soma de dicha neurona. Este proceso era considerado la base de cómo se forman y almacenan los recuerdos.

Un reciente estudio, realizado por Científicos de la Universidad de California que ha sido publicado en la revista Science cuestiona esta visión sobre la actividad neuronal.

Las dendritas también son capaces de generar impulsos eléctricos

Esta investigación demostró que, a diferencia de lo que se pensaba, las dendritas también son capaces de generar impulsos eléctricos. No solo eso, sino que además, las dendritas de una neurona generan hasta 10 veces más impulsos que su soma. Este hallazgo desafía la creencia, mantenida durante mucho tiempo, de que los impulsos generados por los somas son la base en la que se sustentan los procesos de percepción, aprendizaje y la formación de la memoria.

Los somas generan sólo impulsos eléctricos de todo o nada (binarios), al igual que los ordenadores digitales. Sin embargo, los investigadores descubrieron que las dendritas, además de generar impulsos "binarios" como los de los somas, eran capaces de generar grandes y lentas fluctuaciones en el voltaje con picos de voltaje superiores al de los impulsos, lo cual se podría equiparar a una computación analógica en lugar de una simplemente binaria. Esta forma de procesar la información estaría más próxima a la de los ordenadores cuánticos, que a la de los ordenadores convencionales.

Por lo tanto el funcionamiento de las dendritas sería híbrido, ya que hacen "cálculos" tanto analógicos como digitales, y por lo tanto, el modelo que tenemos del cerebro debería de superar la analogía que se suele hacer con los ordenadores puramente digitales. Esto supone un importante cambio en la visión del cerebro que se ha mantenido durante los últimos 60 años. Además, como el volumen que ocupan la dendritas en nuestro cerebro es muy superior al que ocupan los somas, concretamente alrededor de 100 veces, la capacidad de computación del cerebro sería muy superior a la considerada hasta ahora.

Durante los días que duró el experimento, los científicos midieron la actividad de las dendritas en ratas a las que se les permitió moverse libremente dentro de un laberinto. Concretamente, los científicos examinaron la actividad cerebral de la corteza parietal posterior, una parte del cerebro que desempeña un papel fundamental en la planificación del movimiento. Los investigadores encontraron mucha más actividad en las dendritas de las neuronas que en sus somas. La cantidad de impulsos eléctricos fue hasta 5 veces superior mientras dormían y hasta 10 veces cuando estaban activas explorando el laberinto.

Implicaciones de este descubrimiento sobre la actividad cerebral

Los modelos anteriores presuponían que el aprendizaje se producía cuando los cuerpos celulares de dos neuronas se activaban al mismo tiempo; concretamente, el aprendizaje consistía en la consolidación de la conexión entre dichas neuronas. Los descubrimientos de esta investigación sugieren que el aprendizaje se podría producir dentro de una misma neurona y de una forma mucho más flexible de la que se pensaba.

Puesto que este estudio supone un importante cambio en nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro, podría conducir al descubrimiento de nuevos tratamientos para todo tipo de trastornos y avances en el desarrollo de la inteligencia artificial y las interfaces entre seres humanos y maquinas.