Un nuevo modelo matemático desvela que las neuronas no sólo mantienen conexiones con sus vecinas, sino que existen muchas relaciones de larga distancia.

Un grupo de investigadores ha desarrollado un modelo matemático alternativo para el estudio de la estructura de los circuitos neuronales de la corteza cerebral, paso previo para comprender cuál es la función de este manto de tejido nervioso que juega un papel crucial en el cerebro.

Los resultados del trabajo, que aparecen publicados en el último número de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences de Estados Unidos, ofrecen una visión de la corteza diferente de los modelos teóricos vigentes, según ha informado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que ha participado en este estudio.

Mientras que éstos asumen que las neuronas mantienen sinapsis (conexiones entre dos neuronas) mayoritariamente con otras neuronas vecinas, el nuevo modelo desvela la alta proporción de conexiones de larga distancia.

Un trabajo complicado

El investigador del CSIC Luis Miguel Martínez, que ha dirigido el grupo que ha participado en esta investigación, ha explicado que descifrar la estructura de los circuitos neuronales de la corteza y conocer cómo esa estructura influye en su papel dentro del cerebro no es un objetivo sencillo.

"Describir la estructura sináptica de un sólo circuito de la corteza, por ejemplo el encargado de resolver la orientación de los bordes de un objeto en nuestro campo visual, requeriría la reconstrucción completa de esa zona de la corteza visual primaria a nivel de microscopía electrónica, algo que actualmente es técnicamente inaccesible", ha puntualizado.

Para conocer los principios que rigen la conectividad entre neuronas dentro de uno de los circuitos que componen la corteza este equipo de investigadores ha propuesto una aproximación experimental alternativa.

Un nuevo método

El nuevo método se basa en el concepto de sinapsis potencial, es decir, aquellas zonas del circuito cortical en las que dos neuronas podrían conectarse, ya que las dos prolongaciones de las neuronas que propician la conexión -dendrita y axón- están a una distancia suficiente como para tocarse. El modelo combina la reconstrucción tridimensional con métodos computacionales basados en complejos análisis estadísticos.

Los resultados obtenidos con este nuevo método contrastan con los modelos teóricos vigentes de la función cortical, que asumen que la mayor parte de las sinapsis que se establecen entre neuronas ocurren en el mismo vecindario, es decir, están localizadas en la misma columna (dentro de un espacio de unas 500 micras de diámetro).

"Nuestra demostración de que el circuito cortical se caracteriza por una alta proporción de sinapsis excitadoras no locales tiene así una gran relevancia a la hora de interpretar correctamente los resultados de experimentos realizados en rodajas de cerebro mantenidas in vitro", la técnica más utilizada para estudiar la conectividad en circuitos corticales, ha declarado Martínez.