24.6.17

¿Es verdad que nuestro cerebro tiene 11 dimensiones?

Hace poco más de una semana, investigadores del Blue Brain Project, publicaron una noticia sobre un nuevo modelo estructural en nuestro cerebro. Esto ha llenado internet de titulares sobre las 11 dimensiones de nuestro cerebro, generando artículos bastante magufos que confunden claramente el concepto de dimensión. En este artículo intentaré explicar qué es esto de las 11 dimensiones y por qué pueden llegar a ser relevante. ¡Vamos a ello!

La noticia surge de una publicación en la revista "Frontiers in Computional Neuroscience" en pasado 12 de Junio, que lleva por título "Cliques of Neurons Bound into Cavities Provide a Missing Link between Structure and Function" (enlace). Entre los autores de este artículo se encuentra Henry Markram, eminente investigador que encabeza tanto el Blue Brain Project, como el Human Brain Project, ambos proyectos totalmente convergentes. El objetivo principal de estos proyectos es hacer modelos del cerebro para poder así comprenderlo mejor. En el propio artículo no se menciona el tema de las 11 dimensiones, esta afirmación procede del comunicado publicado por el propio Markram con motivo de esta reciente investigación. Puedes leer el comunicado completo de Markram en: https://blog.frontiersin.org/2017/06/12/blue-brain-team-discovers-a-multi-dimensional-universe-in-brain-networks/

Esta investigación está basada en modelaje matemático sobre como se agrupan y comunican las neuronas. Lo más destacado de la investigación es que han observado como las neuronas se agrupan en estructuras geométricas de diferentes dimensiones. De una forma simple podemos entender este concepto. Varias neuronas se agrupan, comunicándose unas con otras para generar estas estructuras. La clave es que cuantas más neuronas se integran en estos circuitos, mayor puede ser el numero de dimensiones alcanzadas. 
Una de las figuras del paper de Markram y colaboradores, donde se ve como pueden surgir estas complejas estructuras tridimensionales

Uno de los aspectos más complicados para modelizar el cerebro humano, pueden ser precisamente estas estructuras, como afirma Markram en el comunicado. Para comprender mejor todo esto, debemos comprender el concepto de topología algebráica. Y esto ¿qué es? Es la rama de las matemáticas que explica utilizando la álgebra, las propiedades de un espacio geométrico. Un ejemplo clásico es el de la taza y el donut que son idénticos a nivel topológico.
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Puesto que mi formación en matemáticas es escasa, si queréis saber más sobre topología y sus aplicaciones os recomiendo un excelente artículo del gran Francis Villatoro, publicado en Naukas (enlace). Básicamente, gracias a la topología, estos científicos han intentado comprender como se forman redes determinadas en nuestro cerebro. Y aquí radica una de las claves de este estudio y su importancia. La única forma de comprender el cerebro desde un punto de vista realista es desde la perspectiva que ofrece la topología, ya que nos ofrece una visión que nuestro propio cerebro no llega a comprender. Por eso mismo a la hora de pensar en estructuras geométricas de 7 u 8 dimensiones, no llegamos imaginarlo, en cambio la topología si nos permite modelarlo. En definitiva, se tratan de estructuras complejas formadas por grupos de neuronas y sus conexiones, probablemente, estos grupos cumplan tareas determinadas y una sola neurona pueda participar en varios de estos grupos, debido a su capacidad plástica. Este gran avance, puede ayudar a comprender mejor nuestro cerebro, pero sin duda también nos muestra otro grado más de complejidad.

El modelo diseñado por los investigadores del Blue Brain Project, fue luego observado en tejido cerebral real, confirmando lo que estos modelos nos ofrecen. Es una de las primeras aproximaciones de este gran proyecto, cuyo objetivo es conseguir modelos virtuales de nuestro cerebro, que se asemejen lo más posible a la realidad, y sobre los cuales se pueden inferir diferentes estímulos o alteraciones y de esta forma entender mejor los procesos que subyacen a dichas alteraciones, mucho más allá de la respuesta que es lo que actualmente podemos ver.

Finalmente, es importante destacar el poder de la interdisciplinariedad en la neurocienca, de nuevo se ha puesto de manifiesto que investigadores de diferentes ámbitos deben trabajar en común para poder obtener grandes resultados. La única forma de investigar el cerebro es desde el prisma de la inter o multidisciplinariedad, ya que solo de esta forma comprenderemos este maravilloso y complejo órgano.

JFR, 2017

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