Un equipo de científicos de entre los investigadores figurantes de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona participa en un estudio pionero sobre cómo las turbulencias cerebrales facilitan el procesamiento de información en el cerebro, lo que abre una nueva va a escuchar el funcionamiento del cerebro y permite crear nuevos biomarcadores de enfermedades neurologicas.
Miles de personas han meditado para que miles de personas mediten durante kilómetros para eliminar la agitación mental constante que presenta nuestra felicidad, la calma y la claridad del nirvana, el verdadero estado de la conciencia.
Buda, when buscaba un espacio mental en el que liberarse de la ansiedad y la insatisfacción que generaba su sufrimiento, descubri cmo se podra aprender à identificar, observar y controlar la agitación mental y los pensamientos negativos fluctuantes para alcanzar el despertar, algo que la tradicin ha llamado budista desde hace siglos turbulencias cerebrales, tambin descritas por los neurobilogos como turbulencia cerebral. Ahondar en la base fisiológica podría incluso replantear la forma en que el funcionamiento del cerebro y el origen de las enfermedades mentales y abrir la va a nuevos tratamientos.
La turbulencia es la física de los movimientos desordenados y aleatorios de las molculas que forman torbellinos, presentados en toda la naturaleza, y que se pueden sentir al viajar en un avin o cuando se observan los remolinos en un arroyo ou una bolsa de plstico zarandeada por elviento. Las turbulencias están en todas partes, desde los ros hasta las galaxias, its one principio básico de la aerodinámica o astronómica y también forman parte de la química y la física de nuestro cerebro.
Desde entonces, la neurociencia explica cómo la dinámica de las turbulencias en el cerebro humano está presente en el cerebro humano y determina la actividad cerebral y los estados mentales. Hace tres años un estudio publicado en Informes de celda en la participación de científicos de las universidades Pompeu Fabra (UPF), en Barcelona, coordinados por Gustavo Deco, de Oxford, en Reino Unido, y Aarhus (Dinamarca), propona la existencia de «una dinámica de tipo turbulento ven eje vertebrador de la comunicacion de las redes neuronales una gran escalada».
Esta aproximación a la neurociencia se basa en investigaciones físicas previas y materiales que han demostrado que la turbulencia es la forma más importante de hacer que la energía fluya a través del espacio-tiempo en muchas escalas, un principio fundamental del organizador de sistemas físicos con importantes aplicaciones prácticas, desde la mejora de plantas quimicas hasta aviones y molinos deviento.
Esta tesis sugiere la existencia de una dinámica de tipo turbulento tambin como eje vertebrador de la comunicacion de las redes neuronales a gran escala, lo que podra revolucionar nuestra comprension de la funcion cerebral y un nuevo marco terico para determinar biomarcadores de enfermedades neuropsiquitricas que puede conducir un nuevas intervenciones de salud mental.
Si bien han podido establecer algunos de los principios organizadores de las turbulencias, es muy dificil capturar su dinmica en uno imagen estetica. En el estudio Dinmica de las turbulencias en el cerebro humano de Informes de celda de 2020 estudiamos la turbulencia cerebral de más de 1.000 participantes mediante técnicas de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI), demostrando que la fsica de las turbulencias tiene una base deslizante para analizar y modelar la dinámica de todo el cerebro.
Primera vez que se muestra turbulencia cerebral
Ahora, un nuevo estudio publicado en mayo de 2023 Naturaleza Comunicación Física explicado cmo el traspaso de informacion cerebral depende de estas turbulencias y por primera vez muestra cmo determinar la dinámica de todo el cerebro a través de la transferencia eficiente de información. Los resultados aportan nuevos conocimientos sobre cmo la turbulencia y la termodinmica son los principios clave que permitir que el cerebro funcione.
Anteriormente, la turbulencia se haba medido mediante resonancia magntica funcional, que es una medida indirecta y lenta de la actividad neuronal, dependiente de los niveles de oxigenacin en la sangre, pero que no mide directamente las elctricas, sella las neuronas y las captura con retraso por el tiempo que tarda la sangre en responder a las juntas cerebrales”, explican los científicos en un comunicado.
El equipo de Deco en la Pompeu Fabra (UPF), junto con neurosciences de Oxford e Indiana (EEUU) describe un nuevo medio de metaestabilización local que mide los cambios en los movimientos dinámicos continuos de los flujos eléctricos de las neuronas en una escala espacial y temporal.
Este estudio es el primero que ha mostrado la turbulencia en dinmicas rpidas de todo el cerebro gracias a la técnica de magnetoencefalografía (MEG)que mide directamente cansado sellos eléctricos de las neuronas en milisegundos, capturando escalas de tiempo rápidas de la dinámica cerebral, y no en segundos como hace la resonancia magnética funcional.
Los investigadores aplicaron este nuevo sistema de medida a la actividad cerebral en las regiones corticales de 89 personas sanas, en las que han demostrado que la turbulencia cerebral es básica para transmitir información y energía de forma eficiente dentro del cerebro tanto en el espacio como en el tiempo.
«Esta nueva medida es lo que constituye el nuevo biomarcador para detectar la enfermedad neuropsiquiátrica o para diferenciar entre diferentes estados cerebrales», explicó Deco en un comunicado: «Hemos creado una nueva perspectiva para analizar la dinmica cerebralque permite generar nuevos biomarcadores posiblemente tiles en neuropsiquiatra”. principios clave que permiten que el cerebro sobreviva y prospere«.
«En este estudio, hemos creado una nueva perspectiva para analizar la dinámica cerebral, que permite generar nuevos biomarcadores potencialmente en neuropsiquiatra», ha asegurado Deco. Ahora, los investigadores se planean probar este nuevo biomarcador sensible basado en la turbulencia también en regiones subcorticales involucrado en el origen de prkinson Oh allí enfermedad de Huntington, lo que podra servir para avanzar mas en el diagnostico temprano y la posible prevencion o tratamiento de estas fermedades.
Física de las comunicaciones de la naturaleza doi.org/10.1038/s42005-023-01192-2
