Una nueva investigación ofrece la evidencia más sólida hasta el momento de que la intrincada red de conexiones que unen diferentes regiones del cerebro humano puede revelar qué hace cada área.
Estudios anteriores habían identificado vínculos entre la conectividad cerebral y ciertas funciones mentales, como la percepción o el comportamiento social. Sin embargo, este nuevo trabajo amplía esa comprensión a todo el cerebro. Proporciona lo que los investigadores describen como una «vista panorámica» de cómo encajan la estructura y la función, dijo la autora principal Kelly Hiersche, estudiante de doctorado en psicología de la Universidad Estatal de Ohio.
«Encontramos evidencia que sugiere que la conectividad es un principio organizacional fundamental que gobierna la función cerebral, lo que tiene implicaciones para comprender qué sucede cuando las cosas van mal en el cerebro», explicó Hiersche.
Conectividad única «huellas dactilares» en el cerebro
Según el equipo, los resultados revelan una imagen detallada de la «huella digital de conectividad» para cada región del cerebro.
«Al igual que la huella digital de cada persona es única, encontramos que diferentes regiones del cerebro tienen huellas dactilares de conectividad que se identifican de manera única en función de la función mental que realizan», dijo la coautora Zeynep Saygin, profesora asociada de psicología en la Universidad Estatal de Ohio.
El autor principal David Osher, profesor asistente de psicología en el estado de Ohio, añadió que estas huellas dactilares permiten a los científicos determinar la función de una región examinando sus conexiones. «Nuestros hallazgos nos ayudan a comprender el patrón de conectividad que hace que un área del lenguaje sea única, por ejemplo, y qué la hace diferente de áreas adyacentes en el cerebro», dijo Osher.
El estudio fue publicado en la revista Neurociencia en red.
Para descubrir estas relaciones, los investigadores utilizaron datos del Proyecto Human Connectome, que incluye escáneres cerebrales por resonancia magnética de 1.018 participantes. Estas exploraciones revelan cómo las regiones del cerebro se comunican entre sí.
Luego, el equipo recurrió a NeuroQuery, una herramienta de metanálisis en línea que proporciona mapas cerebrales para diversos procesos cognitivos. La herramienta predice patrones de actividad cerebral en 33 tareas mentales diferentes, incluido el habla, la toma de decisiones, escuchar música y reconocer rostros.
Al combinar los datos de NeuroQuery con sus modelos de conectividad, los investigadores crearon marcos computacionales que vinculan cómo está conectado el cerebro con su funcionamiento.
La conectividad predice el pensamiento y la acción
El análisis reveló un vínculo fuerte y consistente entre el cableado del cerebro y su actividad en todas las regiones y dominios cognitivos. En esencia, el patrón de conectividad de una región podría predecir si estaría activa (o inactiva) durante una amplia gama de actividades mentales, desde la conversación hasta el reconocimiento visual y la toma de decisiones.
«Esto apoya una hipótesis ampliamente sostenida entre los neurocientíficos de que la conectividad cerebral determina la función cerebral, pero esto no se ha demostrado explícitamente hasta ahora, y no en una gama tan amplia de dominios cognitivos», dijo Osher.
Aunque todas las regiones del cerebro mostraron esta estrecha relación conectividad-función, el efecto fue especialmente pronunciado en áreas vinculadas a procesos de nivel superior como la memoria y la función ejecutiva.
«Estas habilidades de nivel superior tardan muchos años en desarrollarse en las personas, mucho más que las habilidades sensoriales o sociales», señaló Hiersche. «Puede ser que a medida que se utilizan continuamente estas regiones del cerebro para que se desarrollen, se produzca este vínculo muy estrecho entre la conectividad y la función de estas habilidades de orden superior».
Establecer una línea de base para investigaciones futuras
Un resultado clave del estudio es que esta perspectiva de todo el cerebro proporciona un modelo de referencia sobre cómo funcionan normalmente los cerebros de los adultos jóvenes sanos, dijo Hiersche.
Los investigadores ahora pueden utilizar esta línea de base para comparar los cerebros de personas con afecciones neurológicas o psiquiátricas e identificar en qué se diferencian su conectividad y función.
«Saber que la conectividad es un principio organizativo general de la función cerebral en todo el cerebro proporciona una base para el trabajo futuro en esta área», concluyó Hiersche.
