Restricciones geométricas en la función cerebral humana

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Neurociencia computacional
• Imágenes neurológicas

Sus antecedentes:

• La visión clásica postula que la función cerebral está impulsada por poblaciones neuronales especializadas y su compleja conectividad.
• La teoría del campo neural sugiere que la geometría cerebral puede ser una restricción más fundamental en la dinámica cerebral a gran escala.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de la geometría cerebral frente a la conectividad interregional en la restricción de la función cerebral.
• Para probar las predicciones teóricas de la teoría del campo neural utilizando datos de neuroimagen humana.

Principales métodos:

• Análisis de datos de resonancia magnética humana (IRM) en condiciones espontáneas y evocadas por la tarea.
• Modelado de la actividad cerebral como excitaciones de los modos de resonancia geométrica.
• Examen de las activaciones evocadas por la tarea a través de más de 10.000 mapas cerebrales.

Principales resultados:

• La actividad cortical y subcortical se explica por los modos de resonancia de la geometría del cerebro, desafiando la primacía de la conectividad compleja.
• Las activaciones evocadas por la tarea excitan los modos de todo el cerebro con longitudes de onda superiores a 60 mm, no solo las áreas focales.
• La dinámica de la actividad ondulatoria explica el vínculo entre la geometría y la función, reproduciendo las propiedades espaciotemporales de las grabaciones cerebrales.

Conclusiones:

• La geometría del cerebro juega un papel fundamental y subestimado en la configuración de la función cerebral.
• Los hallazgos apoyan un modelo unificador y de principios físicos de la dinámica de todo el cerebro.
• Desafía los paradigmas prevalecientes en la neurociencia con respecto a los impulsores de la dinámica neuronal.