Neurociència de sistemes

Problema

El grup estudia les ones elèctriques que produeix el cervell: vol entendre com es generen aquestes oscil·lacions i quina funció tenen en els diversos estats cerebrals com la vigília, la son i l’anestèsia, tant en condicions de salut com en malalties neurològiques. El grup també estudia les aplicacions de la realitat virtual per a la neurorehabilitació.

Aproximació

El grup estudia l’activitat que es genera al cervell i, en concret, al còrtex cerebral. L’objectiu és descobrir com diversos patrons d’activitat espaciotemporals es generen per l’efecte de les xarxes subjacents i els mecanismes de les xarxes cel·lulars que provoquen els ritmes cerebrals.

Els humans tenim un únic cervell, capaç de donar lloc a estats diversos: fisiològic (adormit, despert), patològic (el coma) o farmacològic (sota els efectes de l’anestèsia). El grup utilitza gravacions electrofisiològiques del cervell i simulacions computacionals per entendre la dinàmica de les xarxes neuronals en estats diferents.

A més, col·labora amb altres especialistes en el desenvolupament de noves tecnologies per interactuar amb el cervell, com els microarrays de grafè, la fotofarmacologia o les noves eines computacionals per l’anàlisi de dades. També està interessat a dissenyar entorns virtuals com a instruments per a la neurorehabilitació.

Impacte

El grup ha descobert que l’activitat emergent de la xarxa del còrtex proporciona informació sobre la xarxa subjacent. Ha descrit les alteracions en l’alentiment de ritmes en diverses patologies, com l’Alzheimer, la síndrome de Williams o la síndrome de Down). També ha obtingut informació rellevant sobre com són les transicions entre els diversos estats cerebrals.

Ara, el grup voldria identificar si pot interactuar amb el teixit cerebral per modular-ne l’activitat i induir-lo a reparar funcions malmeses o perdudes. Per aconseguir-ho, ha d’entendre millor com funciona el cervell.