El restablecimiento del equilibrio es crucial para el cerebro en estado de reposo

A medida que pasa el tiempo, las enfermedades, la edad y otros factores, dejan huella en el cerebro de cada persona. Hay evidencia experimental de que las lesiones producidas por diferentes enfermedades (Alzheimer, ictus, epilepsia) afectan las dinámicas espontáneas de la funcionalidad cerebral. Más concretamente, estas alteraciones se hacen visibles a nivel de las conexiones funcionales que el cerebro establece en estado de reposo. El origen de estas afectaciones reside en las dinámicas neuronales de determinadas áreas cerebrales que, generalmente, están implicadas en el equilibrio homeostático entre la actividad excitatoria e inhibitoria estable, y que entonces se encuentran alteradas.

Un estudio que se ha publicado el 1 de agosto en la revista Neuroimage se ha basado en este hecho para estudiar la recuperación funcional global del cerebro ante una lesión. En el diseño experimental se ha utilizado un mecanismo que afecta al equilibrio excitatorio e inhibitorio de áreas locales de toda la corteza cerebral a causa de lesiones producidas por alteraciones neurológicas. El estudio ha contado con la participación de Gustavo Deco, director del Centro en Cognición y Cerebro (CBC) y profesor de investigación ICREA del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, conjuntamente con científicos de la India.

Estudios experimentales y computacionales previos han mostrado que, la conectividad funcional en estado de reposo cerebral varía principalmente según la ubicación y las características topológicas específicas de la lesión.El modelado computacional de la dinámica espontánea del cerebro en estado de reposo aporta valiosa información sobre la organización espaciotemporal cerebral, y sobre cómo queda alterada esta organización según posibles cambios estructurales.

El estudio publicado en Neuroimage ha podido demostrar que, en el cerebro, la recuperación del balance homeostático local restablece el equilibrio de excitación e inhibición de todas las áreas que se ven afectadas por la lesión. Los resultados de la investigación sugieren que el restablecimiento del equilibrio alterado debido a una lesión es crucial para la estabilidad y la riqueza dinámica que presenta el cerebro normal en estado de reposo.

Artículo de referencia:

Vattikonda A, Surampudi BR, Banerjee A, Deco G, Roy D. (2016), “Does the regulation of local excitation-inhibition balance aid in recovery of functional connectivity? A computational account”, Neuroimage,Agosto 1;136:57-67. doi: 10.1016/j.neuroimage.2016.05.002.