Neurobiología teórica de los circuitos corticales

Problema

Muchas enfermedades neurológicas y psiquiátricas que afectan a la actividad del cerebro acaban provocando, a largo plazo, alteraciones en las funciones cognitivas de la corteza prefrontal. Estas alteraciones son sutiles y de difícil tratamiento, pero son muy inhabilitantes a la hora de llevar una vida normal. Entre las funciones cognitivas afectadas, la memoria a corto plazo (o memoria de trabajo) es una de las más interesantes a estudiar, mediante la comprensión de los circuitos neuronales, para tratar de mejorar el bienestar de los enfermos.

Aproximación

El grupo estudia la función cognitiva en pacientes con encefalitis autoinmune y en pacientes con esquizofrenia a partir de test conductuales en el ordenador, del registro electroencefalográfico y con la resonancia magnética funcional.

Estas pruebas en humanos se combinan con el análisis de datos electrofisiológicos registrados en la corteza cerebral de animales mientras realizan tareas de memoria de trabajo. El objetivo final es formular modelos computacionales in silico que vinculen la actividad neuronal con la función cognitiva humana, y que sirvan como modelo mecanístico con poder predictivo para entender las enfermedades cerebrales.

Impacto

El grupo ha hecho contribuciones importantes a la hora de definir un modelo mecanístico para la memoria de trabajo espacial a partir de simulaciones computacionales. Ha validado este modelo con datos electrofisiológicos y de conducta en primates no humanos, y ha demostrado cómo el modelo hace predicciones conductuales que pueden ser validadas en experimentos de conducta con humanos. En los experimentos con pacientes se han encontrado alteraciones muy específicas en parámetros de la conducta de memoria de trabajo espacial que podrían ser útiles a la hora de establecer un diagnóstico o hacer un seguimiento de estas enfermedades.