Esta imagen representa los momentos en que diferentes conexiones cerebrales se activan para difundir información. En general, la información parece propagarse rápidamente a partir de un núcleo compacto de vías centrales. Imagen: Olaf Sporns y Bratislav Misic. Fuente: IU.
Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Indiana (IU, EEUU) y de Suiza está utilizando métodos de mapeo de datos creados para rastrear la propagación de información por redes sociales para rastrear la difusión de información a través de un sistema sorprendentemente diferente: el cerebro humano.
El equipo ha descubierto así que la aplicación de modelos de redes sociales al cerebro revela conexiones y nodos específicos en este, que podrían ser responsables de nuestras formas superiores de cognición. Sus resultados han aparecido publicados en la revista Neuron.
"Este estudio sugiere que las respuestas a la pregunta de en qué partes del cerebro se produce la cognición superior podrían estar en la manera en que dichas áreas cerebrales se insertan en una red", explica Olaf Sporns, autor principal del estudio en un comunicado de la IU. La cuestión no se puede abordar como si el cerebro fuera una red estática, afirma Sporns. Hay que considerar para ello patrones dinámicos.
"Cada pensamiento o acción implica múltiples señales que se producen en cascada a través del cerebro, activando otros nodos a medida que se propagan. Allí donde estas cascadas se unen es donde se puede producir la integración de esas múltiples señales. Creemos que este tipo de integración es un sello distintivo de la cognición superior", explica el investigador.
El equipo ha descubierto así que la aplicación de modelos de redes sociales al cerebro revela conexiones y nodos específicos en este, que podrían ser responsables de nuestras formas superiores de cognición. Sus resultados han aparecido publicados en la revista Neuron.
"Este estudio sugiere que las respuestas a la pregunta de en qué partes del cerebro se produce la cognición superior podrían estar en la manera en que dichas áreas cerebrales se insertan en una red", explica Olaf Sporns, autor principal del estudio en un comunicado de la IU. La cuestión no se puede abordar como si el cerebro fuera una red estática, afirma Sporns. Hay que considerar para ello patrones dinámicos.
"Cada pensamiento o acción implica múltiples señales que se producen en cascada a través del cerebro, activando otros nodos a medida que se propagan. Allí donde estas cascadas se unen es donde se puede producir la integración de esas múltiples señales. Creemos que este tipo de integración es un sello distintivo de la cognición superior", explica el investigador.
De Twitter al cerebro
Yong-Yeol Ahn, de la Facultad de Informática y Computación de la IU es otro de los autores del presente estudio. Es un experto en redes complejas, que había utilizado previamente datos de la red social Twitter para rastrear la difusión de información a través de redes sociales. Por ejemplo, Ahn había estudiado cómo los memes (unidades teóricas de información cultural transmisibles entre humanos) se expanden por Twitter, hasta convertirse en virales.
Para ello, el científico creó en el pasado un modelo dinámico de análisis, que se ha utilizado en el presente estudio para el estudio de la difusión de información por el cerebro.
La investigación se hizo a partir de imágenes del espectro de difusión de información de los cerebros de 40 voluntarios. Las imágenes fueron registradas en el Hospital Universitario de Lausana, en Suiza.
Posteriormente, el equipo creó un mapa de las regiones y las conexiones cerebrales encontradas, y aplicó a su análisis un modelo basado en el modelo dinámico de Ahn sobre difusión de información de memes virales en Twitter.
Resultados obtenidos
Se descubrieron así varias cosas. En primer lugar, que tanto en el cerebro como en Twitter la información se desplaza a través de las conexiones que se forman en ambas redes complejas. Esos "puntos de encuentro" de las señales parecen representar áreas de "alto nivel" en la jerarquía del cerebro, explican los científicos.
También se constató que esas conexiones no se distribuyen al azar, sino que tienen una estructura bastante llamativa. Según Sporn, "ciertas vías, por ejemplo, forman un modelo compacto, altamente organizado, que apoya la difusión temprana (de información). Asimismo, hay un componente central prominente que da la señal de impulso inicial. Estas son que no conocíamos hasta ahora".
Los científicos de la IU planean ahora explorar el papel de las diferencias individuales en las redes del cerebro, y cómo las lesiones cerebrales pueden afectar a la capacidad de este órgano de distribuir información.
Facebook y las neuronas
Recientemente, se ha relacionado al cerebro con otra red social: Facebook. En un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Basilea, en Suiza, se constató que las neuronas (o células nerviosas cerebrales) están interconectadas como los usuarios de esta red social: cada una de ellas tiene vínculos con muchas otras, pero los lazos más fuertes se forman entre aquellas pocas células que son más similares entre sí.
Esto es justo lo que pasa en sitios como Facebook: nos mantenemos en contacto con un gran número de conocidos, pero solemos comunicarnos sobre todo con un círculo pequeño, de amigos cercanos. Estos suelen ser los amigos con los que tenemos más en común, aquellos cuyas opiniones son más importantes para nosotros que la del resto de nuestros ‘amigos’.
Por si todo esto fuera poco, una investigación más, realizada en 2010 por científicos de la EPFL de Suiza, reveló que el proceso de maduración del cerebro humano es similar al desarrollo de Internet: el cerebro pasa de un estadio de centros aislados, con malas conexiones con otros centros, a convertirse en una red completamente integrada.
Yong-Yeol Ahn, de la Facultad de Informática y Computación de la IU es otro de los autores del presente estudio. Es un experto en redes complejas, que había utilizado previamente datos de la red social Twitter para rastrear la difusión de información a través de redes sociales. Por ejemplo, Ahn había estudiado cómo los memes (unidades teóricas de información cultural transmisibles entre humanos) se expanden por Twitter, hasta convertirse en virales.
Para ello, el científico creó en el pasado un modelo dinámico de análisis, que se ha utilizado en el presente estudio para el estudio de la difusión de información por el cerebro.
La investigación se hizo a partir de imágenes del espectro de difusión de información de los cerebros de 40 voluntarios. Las imágenes fueron registradas en el Hospital Universitario de Lausana, en Suiza.
Posteriormente, el equipo creó un mapa de las regiones y las conexiones cerebrales encontradas, y aplicó a su análisis un modelo basado en el modelo dinámico de Ahn sobre difusión de información de memes virales en Twitter.
Resultados obtenidos
Se descubrieron así varias cosas. En primer lugar, que tanto en el cerebro como en Twitter la información se desplaza a través de las conexiones que se forman en ambas redes complejas. Esos "puntos de encuentro" de las señales parecen representar áreas de "alto nivel" en la jerarquía del cerebro, explican los científicos.
También se constató que esas conexiones no se distribuyen al azar, sino que tienen una estructura bastante llamativa. Según Sporn, "ciertas vías, por ejemplo, forman un modelo compacto, altamente organizado, que apoya la difusión temprana (de información). Asimismo, hay un componente central prominente que da la señal de impulso inicial. Estas son que no conocíamos hasta ahora".
Los científicos de la IU planean ahora explorar el papel de las diferencias individuales en las redes del cerebro, y cómo las lesiones cerebrales pueden afectar a la capacidad de este órgano de distribuir información.
Facebook y las neuronas
Recientemente, se ha relacionado al cerebro con otra red social: Facebook. En un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Basilea, en Suiza, se constató que las neuronas (o células nerviosas cerebrales) están interconectadas como los usuarios de esta red social: cada una de ellas tiene vínculos con muchas otras, pero los lazos más fuertes se forman entre aquellas pocas células que son más similares entre sí.
Esto es justo lo que pasa en sitios como Facebook: nos mantenemos en contacto con un gran número de conocidos, pero solemos comunicarnos sobre todo con un círculo pequeño, de amigos cercanos. Estos suelen ser los amigos con los que tenemos más en común, aquellos cuyas opiniones son más importantes para nosotros que la del resto de nuestros ‘amigos’.
Por si todo esto fuera poco, una investigación más, realizada en 2010 por científicos de la EPFL de Suiza, reveló que el proceso de maduración del cerebro humano es similar al desarrollo de Internet: el cerebro pasa de un estadio de centros aislados, con malas conexiones con otros centros, a convertirse en una red completamente integrada.
Referencia bibliográfica:
Olaf Sporns et al. Cooperative and Competitive Spreading Dynamics on the Human Connectome. Neuron (2015). DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.035.
Olaf Sporns et al. Cooperative and Competitive Spreading Dynamics on the Human Connectome. Neuron (2015). DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.035.