Decodifican funcionamiento de neuronas en toma decisiones

Interesado en saber cómo se comunican las neuronas entre sí, qué hacen cuando el cerebro está pensando –en si son ellas las responsables de ese proceso– y cómo son los mecanismos que subyacen a la memoria y la toma de decisiones, Ranulfo Romo Trujillo, del Instituto de Fisiología Celular (IFC), ha desarrollado un método propio e innovador que actualmente le permite adentrarse, en directo, al cerebro de monos rhesus entrenados para decidir y realizar determinadas acciones.

En la actual etapa de su trabajo experimental, participa el joven investigador Román Rossi Pool, también del IFC, quien desde la física colabora con el médico y neurocientífico aportando análisis estadísticos para interpretar datos.

Ambos lograron decodificar en directo el funcionamiento de poblaciones de neuronas mientras éstas toman decisiones. Publicaron los resultados de su estudio en la revista Neuron, la más destacada de las neurociencias en el ámbito mundial.

Romo, doctor Honoris Causa por la UNAM, integrante de El Colegio Nacional y miembro extranjero de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, encabeza un laboratorio en el que nueve científicos de diferentes disciplinas (médicos, físicos, matemáticos, biólogos y psicólogos, entre otros) aportan creatividad y herramientas distintas para tratar el funcionamiento de la que Romo llama la computadora más poderosa que tenemos: el cerebro. Destaca que Rossi ha logrado, con métodos estadísticos muy profundos, resolver qué es lo que emerge de ahí.

Información heterogénea

Rossi comentó que cuando entra la información al cerebro lo hace de forma muy homogénea. “Si el procesamiento es complicado, cuando uno registra las células de áreas más avanzadas, donde se encuentran la memoria y las decisiones, comienza una gran heterogeneidad de respuestas en las neuronas. En este artículo nos preguntamos cómo juntar y darle sentido a esa gran heterogeneidad de neuronas que uno ve necesarias en actividades cerebrales más avanzadas para poder entender eventos emergentes”, explicó.

“Queremos saber cómo hace el cerebro para juntar todas esas señales de una forma inteligente que le permita resolver el problema que estamos estudiando”, añadió.

Respuesta mixta

En su laboratorio, Romo ha caracterizado por separado el funcionamiento individual de las neuronas; mas son tantas y tan complejas sus respuestas en una sola área cerebral, que era complicado darle sentido a cómo se podían juntar para que emerjan estas dinámicas complejas. “Por eso ahora abordamos poblaciones en las que las neuronas tienen respuestas mixtas, es difícil agruparlas”, relató.

El científico señaló que en su cerebro los monos hacen cosas y ellos pueden analizar esa población muy heterogénea y diversa. “Creo que es el primer artículo en la historia que realmente decodifica, que extrae lo que sale de todo el conjunto”.

El método estadístico posibilita descubrir lo fundamental, hacer una síntesis. “Refleja qué hace una población de individuos, que son las neuronas, que están asociadas con el pensamiento del animal, con su memoria, su autobiografía, su toma de decisiones y su recompensa”, añadió.

Rossi explicó que tratan de examinar a escala neuronal cómo esa diversidad de neuronas puede combinarse en respuestas que permitan entender qué hace el cerebro para resolver el problema. “El área de estudio es la corteza pre-motora dorsal; se le ha asignado un papel pre-motor, pero está involucrada en procesos cognitivos más complejos”, aclaró.

Romo completó que les gusta la parte más interesante, que tiene que ver con el pensamiento. “Nos interesa lo que antecede al movimiento, el pensamiento, cómo se elaboran acciones. Es la biología del pensamiento”, resumió.

Explicó que cuando el mono está pensando “podemos estudiar directamente el proceso biológico subyacente, lo cual es una maravilla, porque lo tenemos bien acotado y determinado muy fuerte analíticamente. Es la razón por la que este artículo llegó a la revista Neuron.

“Es una fortuna que Román Rossi haya venido, al igual que los otros chicos que son coautores del trabajo (Antonio Zainos, Manuel Álvarez, Jerónimo Zizumbo y José Vergara), ya que el laboratorio no tiene sentido si no llegan personas como ellos, que aportan muchísimo; traen nuevas herramientas, pensamientos y se insertan, abren rutas de investigación asombrosas. El método que he desarrollado durante tantos años se va robusteciendo, y yo me nutro de ellos. Es una colaboración muy bonita, de alguien que tiene experiencia como yo y chicos mucho más inteligentes y que lo hacen muy bien. Resulta una combinación exitosa para hacer cosas creativas”, resumió.

Por su parte, Rossi reconoció que el laboratorio no es conservador, sino innovador y abierto a colaboraciones alrededor del mundo. “Se producen buenos datos y se interactúa con gente de diferentes formaciones para hacer esta labor”, resaltó.

Romo describió su laboratorio como un pequeño satélite que está en contacto con muchos centros en el planeta. “Por medio del trabajo editorial sabemos qué está pasando en el mundo de las neurociencias. Nos lanzamos a abrirnos espacio, a hacer cosas. Planteamos las preguntas y las abordamos. Hacemos cuestionamientos al sistema biológico que es el cerebro. Y cuando lo hacemos emergen respuestas insospechadas”, finalizó.

(Con información de Gaceta UNAM)