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Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia está desarrollando modelos matemáticos de la actividad y estimulación eléctrica del cerebro. Estos modelos podrían ayudar a predecir la evolución de un paciente afectado por una patología neuronal y optimizar todo el protocolo de tratamiento. El proyecto lo dirige el investigador del Instituto de Matemática Multidisciplinar (im2), Luis Acedo.
El estudio se divide en dos: por un lado, los investigadores del im2 realizan un análisis matemático detallado de encefalogramas de diversos pacientes. Por otro, a partir de diferentes fórmulas matemáticas, y aplicando la Teoría de Redes, tratan de obtener ese modelo que pueda ayudar al médico en el diagnóstico.
“Tratamos de analizar los resultados de un encefalograma como un fenómeno estadístico. Cuando nos sometemos a una prueba de este tipo para medir nuestra actividad cerebral, los electrodos lo que están registrando al fin y al cabo es el potencial de millones de neuronas, y eso no deja de ser un sondeo estadístico. A partir de los resultados de dicho sondeo, se puede inferir unas propiedades de la actividad global del cerebro”, explica Luis Acedo.
Mientras, con el modelo matemático, los investigadores del im2 tratan de confirmar el origen estadístico del encefalograma. “De ser así, podríamos obtener una nueva herramienta para ayudar al pronóstico de la evolución de la patología, y llegar a comprender cómo funcionan ciertos aspectos del cerebro humano”, añade Acedo.
La modelización matemática de la actividad cerebral permitiría entender en qué circunstancias el encefalograma de un paciente va a arrojar uno u otro resultado, pudiendo reproducir su comportamiento global neuronal.
“En nuestro caso, partimos de que el cerebro es un órgano que está formado por módulos interconectados, cada uno de los cuales asume una determinada función que influye en la actividad global del cerebro. ¿Cómo modela esto la matemática? Aplicando la Teoría de Redes, considerando al cerebro como una Red enormemente compleja formada por un estructurado sistema de neuronas interrelacionadas entre sí”, explica el coordinador del proyecto.
Estas y otras aplicaciones de las matemáticas se darán a conocer en la próxima edición de las Jornadas de Matemática Multidisciplinar, que anualmente organiza el im2. Este año, el tema central será “Modelos matemáticos en medicina e ingeniería”. El encuentro tendrá lugar en septiembre y contará con la participación de destacados expertos, no sólo del ámbito de la matemática, sino también de médicos, oncólogos, epidemiólogos, etc.
La Academia Noruega de Ciencias y Letras ha concedido el considerado ‘Nobel de las matemáticas’ a este matemático francés “por sus contribuciones innovadoras a la teoría de la probabilidad y al análisis funcional, con aplicaciones excepcionales en física matemática y estadística”.
En el Día del número Pi (mes 3, día 14), la Agencia Estatal de Investigación recuerda su inversión de más de 30 millones de euros para 564 proyectos de ciencias matemáticas. Sus resultados tienen aplicaciones en física, medicina, ingeniería o inteligencia artificial, entre otras muchas áreas.
