La dirección de las ondas lentas cerebrales depende de la excitabilidad de las neuronas. Un modelo computacional demuestra que no es solo la anatomía la que determina cómo se propagan estas oscilaciones.
Investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del CSIC y de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, han liderado un estudio que demuestra que la direccionalidad de las ondas lentas de la corteza cerebral depende de la excitabilidad de las neuronas y no únicamente de la estructura anatómica. Los resultados, publicados en iScience, podrían ayudar a comprender mejor algunos estados como el sueño profundo, la anestesia o patologías como la epilepsia.
El cerebro nunca descansa. Incluso durante el sueño profundo o bajo anestesia, mantiene una actividad eléctrica rítmica conocida como oscilaciones lentas, señalan los autores.
El hallazgo fue posible gracias a un modelo computacional avanzado que integra dos niveles de análisis: la actividad local de redes neuronales aisladas y la interacción global entre distintas áreas cerebrales.“Hasta ahora, la mayoría de los estudios trabajaban esas dos escalas por separado. La novedad de nuestro enfoque es que las analizamos conjuntamente, y eso nos ha permitido ver cómo las diferencias locales se diluyen cuando las redes están conectadas”, explica Ramón Reig Reig, que ha coliderado el estudio junto al investigador Javier Alegre Cortés.
El modelo desarrollado por el equipo permitió observar que, cuando distintas regiones del cerebro se conectan, tienden a sincronizarse siguiendo el ritmo de la zona más activa. Esta región actúa como un “líder” neuronal que marca la dirección de las ondas lentas, independientemente de las diferencias anatómicas entre áreas.
Los experimentos confirmaron que la dirección de estas oscilaciones depende del grado de excitabilidad de las neuronas. Al aumentar artificialmente esa excitabilidad en una zona concreta del cerebro de ratones anestesiados, las ondas cambiaron de dirección, lo que demuestra que no es la estructura, sino la dinámica neuronal, la que guía su propagación.
Estas oscilaciones son clave para organizar la actividad cerebral durante el sueño profundo o la anestesia. Cuando se alteran, pueden aparecer en momentos inapropiados o asociarse a trastornos como la epilepsia. El modelo también permitió simular distintos estados cerebrales y analizar qué factores influyen en la propagación de las ondas, tanto a nivel local como global.
Además, el estudio representa un avance metodológico. El modelo se basa en datos reales del cerebro de mamíferos y permite explorar hipótesis difíciles de comprobar en laboratorio, lo que refuerza su valor como herramienta complementaria a los experimentos.
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