Las neuronas, cuando no responden a estímulos o están implicadas en generar algún comportamiento, emiten impulsos eléctricos de modo espontáneo a un promedio de 2-3 disparos por segundo. La forma de hacerlo es aleatoria e irregular y constituye lo que se conoce como variabilidad neuronal. Durante años, esta variabilidad ha sido objeto de estudio tanto experimental como teórico para tratar de determinar cómo se genera y las implicaciones que tiene en el procesamiento de la información en el cerebro. Los investigadores del IDIBAPS se han centrado en estudiar si la variabilidad de cada neurona es independiente o no, y cuál es la causa de una posible interdependencia, a través del estudio de la actividad medida simultáneamente en grupos de unas 100 neuronas de la corteza auditiva de ratas en condiciones de anestesia.
Los resultados muestran que la actividad de las neuronas está correlacionada porque la red de la que forman parte tiene tendencia a silenciarse durante periodos muy breves de tiempo, de unos 100-200 milisegundos, que ocurren de forma aleatoria. “Es como si el circuito de miles de neuronas tuviese dos modos de operación: uno en el que las neuronas disparan 2-3 impulsos por segundo de forma independiente y otro en el que todas las neuronas se silencian”, explica el Dr. de la Rocha. “Nuestra hipótesis es que cuando la información debe procesarse de un modo fiable, el número y la duración de silencios disminuye y las neuronas emiten impulsos de forma independiente y, cuando las exigencias para el procesamiento no son elevadas, la red de neuronas se permite tener estos pequeños silencios a modo de descanso”, añade.
Estos resultados aportan información sobre los mecanismos responsables de la variabilidad neuronal y sobre su efecto en el funcionamiento del cerebro. Aunque los experimentos se realizaron en condiciones de anestesia, los periodos de silencio también se producen cuando el animal está despierto. Así, se abre la puerta al estudio sobre si los periodos de silencio en sujetos despiertos pueden tener impacto en el comportamiento dando lugar a una peor representación y procesamiento de los estímulos sensoriales.
Referencia del artículo:
Stochastic transitions into silence cause noise correlations in cortical circuits
Gabriela Mochol, Ainhoa Hermoso-Mendizabal, Shuzo Sakata, Kenneth D. Harris, and Jaime de la Rocha
PNAS 2015 ; published ahead of print March 4, 2015, doi:10.1073/pnas.1410509112