Neurociencia de sistemas

Problema

El grupo estudia las ondas eléctricas que produce el cerebro: quiere entender cómo se generan estas oscilaciones y qué función tienen en los diversos estados cerebrales como la vigilia, el sueño y la anestesia, tanto en condiciones de salud como de enfermedades neurológicas. El grupo también estudia las aplicaciones de la realidad virtual en la neurorrehabilitación.

Aproximación

El grupo estudia la actividad que se genera en el cerebro y, en concreto, en el córtex cerebral. El objetivo es descubrir cómo varios patrones de actividad espaciotemporales se generan por el efecto de las redes subyacentes y los mecanismos de las redes celulares que provocan los ritmos cerebrales.

Los humanos tenemos un único cerebro, capaz de dar lugar a distintos estados: fisiológico (dormido, despierto), patológico (el coma) o farmacológico (bajo los efectos de la anestesia). El grupo utiliza grabaciones electrofisiológicas del cerebro y simulaciones computacionales para entender la dinámica de las redes neuronales en diferentes estados.

Además, colabora con otros especialistas en el desarrollo de nuevas tecnologías para interactuar con el cerebro, como los microarrays de grafeno, la fotofarmacología o las nuevas herramientas computacionales para el análisis de datos. También está interesado en diseñar entornos virtuales como instrumentos para la neurorrehabilitación.

Impacto

El grupo ha descubierto que la actividad emergente de la red del córtex proporciona información sobre la red subyacente. Ha descrito las alteraciones en la ralentización de ritmos en varias patologías, como el Alzheimer, el síndrome de Williams o el síndrome de Down. También ha obtenido información relevante sobre cómo son las transiciones entre los distintos estados cerebrales.

Ahora, el grupo quisiera identificar si puede interactuar con el tejido cerebral para modular su actividad e inducirlo a reparar funciones dañadas o perdidas. Para ello, tiene que entender mejor cómo funciona el cerebro.