El soroll de fons del cervell

“La vida es un orden local (espacial y temporal) dentro del proceso de aumento de entropía, igual que lo son la formación de galaxias y planetas.” – Murray Gell-Mann

Aquesta setmana m’ha costat inspirar-me. No hi havia manera de trobar un tema… I al final, ahir vaig llegir una notícia que em va cridar moltíssim l’atenció: un equip de científics de l’IDIBAPS i de la UPF han descobert que el soroll de fons del cervell ajuda a ordenar les neurones. I després de llegir això, jo crec que les preguntes lògiques són: “I què és el soroll de fons del cervell? I què vol dir que les neurones s’ordenin? I què té a veure tot això amb el que normalment es parla al blog?

Començo amb la resposta a l’última pregunta…

Tenia molt clar del que volia parlar aquesta setmana, però no en tenia ganes. I llavors he llegit la notícia i he començat a pensar (sí, de tant en tant em dóna per filosofar). Sóc una persona pragmàtica, de clínica, que necessita veure què passa quan aplico un tractament sobre un pacient, i poc de teoritzar sobre com o què li podria anar bé sense posar-li les mans al damunt. Però també tinc la ferma creença que és necessari entendre la base, l’inici de tot allò a què ens dediquem. I sent una apassionada com sóc del sistema nerviós i d’allò que n’afecta el seu funcionament, què hi ha de més bàsic que una neurona?

Aquesta notícia pot semblar una cosa ben insignificant i de poca aplicabilitat, però per mi obre la porta a entendre molts processos que, fins ara, es tenien una mica com per “màgia”, processos que requereixen un patró d’activitat neuronal concret.

I ara anem a la notícia… En plan tècnic i omplint-nos la boca, ja es pot dir que s’ha descrit el que s’anomena FENOMEN DE COHERÈNCIA ESTOCÀSTICA (CEREBRAL; perquè aquest fenomen ja s’havia descrit per entendre el funcionament d’altres sistemes com la periodicitat en les glaciacions de la terra o el mecanisme de recerca d’aliment del peix espàtula). I com us heu quedat ara?

El que s’ha descobert, explicat de manera hipersimplificada, és com les neurones arriben a poder “disparar”, és a dir, a arribar al llindar d’estímul necessari, en moments que, en principi, per si soles, no ho faríen o no hauríen de seguir un patró, per a així treballar de forma coordinada i ordenada les unes amb les altres, controlant fenòmens com per exemple, el son.

Perquè ho acabeu d’entendre us explicaré també què és el soroll de fons del cervell i en què consisteix exactament el concepte “neurones ordenades”.

De forma natural, si observem l’activitat al nostre cervell, ens la podem imaginar de forma molt clara pensant en una tele no sintonitzada, amb soroll i amb punts blancs i negres. Les neurones del nostre cervell, de fet, no sembla que segueixin un comportament ordenat. I una neurona de forma individual no sol mostrar una regularitat en els impulsos.

Els investigadors apunten a què, qui aporta l’ordre necessari per a processos com la son és el soroll de fons del cervell, és a dir, el conjunt de senyals aleatòries que es donen de forma habitual en qualsevol sistema i que són normalment considerades indesitjables. Però, en aquest cas, aporten el plus d’estímul necessari per a que es desencadeni una mena de reacció en cadena, un disparament coordinat de les neurones.

Imaginem una resposta neuronal que depengui de que la magnitud del senyal arribi a un cert nivell. Potser, el senyal per si sol, encara que sigui cíclic i regular, no arribi al nivell necessari per desencadenar aquesta resposta. No obstant això, si a aquest senyal cíclic li afegim un soroll de fons, el valor del senyal augmenta, i s’arriba a superar així el llindar necessari que donarà lloc a la resposta (i a que les neurones actuin ordenadament, coordinades).

Espero que, tot i sortir de la tònica habitual del blog, us hagi agradat la notícia.

I respecte a la frase del principi… M’agrada pensar que som tant complexes com els planetes o les galàxies. I que l’ordre i el desordre van de la mà en la creació de la vida. Les neurones són la base del que som, però també del que no.

Fonts i enllaços consultats

*http://www.lavanguardia.com/vida/20160502/401515981350/ruido-fondo-cerebro-neuronas.html?utm_campaign=botones_sociales&utm_source=twitter&utm_medium=social

*http://www.investigacionyciencia.es/noticias/orden-en-el-ruido-cerebral-14206

*http://www.idibaps.org/actualitat/noticies/20598/ordre-dins-el-soroll-del-cervell

*Referència de l’article original, publicat a Nature Physics:

Sancristóbal B, Rebollo B, Boada P, Sanchez-Vives MV, Garcia-Ojalvo J. Collective stochastic coherence in recurrent neuronal networks. Nature Physics, May 2016. DOI: 10.1038/NPHYS3739.

-Anna-