Cerebro

La neurociencia en red podría revolucionar la forma en que entendemos el cerebro y cambiar nuestro enfoque de los trastornos neurológicos y psiquiátricos.

por Grace Huckins

Neurociencia en Red

La neurociencia en red no es simplemente una nueva forma de estudiar el cerebro. Es una forma de acercarse a la esencia del cerebro, cómo funciona realmente. ILUSTRACIÓN: SAM WHITNEY

A MEDIADOS DEL SIGLO XIX en Europa, un debate estaba furioso entre los primeros científicos del cerebro. Curiosamente, este desacuerdo académico tenía sus raíces en la pseudociencia de la frenología, la práctica de medir los golpes en el cráneo para determinar la personalidad de alguien. La frenología había encontrado aceptación en las ferias y era bastante popular entre el público en general, pero había sido rechazada rotundamente por la mayoría de los estudiosos. Para otros, sin embargo, este truco de carnaval contenía una perla de inspiración. La frenología dependía de la suposición de que las diferentes partes del cerebro están asociadas con diferentes rasgos y habilidades, una posición llamada “localización”. Y lo absurdo de la medición del cráneo no invalida necesariamente esta noción.

Pero a otros les disgustaba el hedor a charlatanería que se aferraba a cualquier idea asociada con la frenología. Este segundo campo sostenía que las capacidades se distribuyen uniformemente por todo el cerebro, por lo que el daño a cualquier región del cerebro tendría el mismo efecto que el daño a cualquier otra. El debate entre estos grupos se prolongó hasta 1861, cuando Paul Broca, un neurólogo francés, informó sobre un paciente con una extraña serie de síntomas. Aunque este hombre no podía hablar, era completamente capaz de comprender el lenguaje y su inteligencia no parecía afectada. Cuando el paciente murió y Broca disecó su cerebro, descubrió una lesión, o un sitio de daño severo, en la parte baja del lado izquierdo del cerebro. Aquí estaba un individuo que había sufrido daño cerebral en un área específica y había perdido una habilidad muy específica, ¡mientras que el resto de sus funciones permanecían intactas! El localizado se había reivindicado. Durante los próximos 150 años, sería la posición dominante en la ciencia del cerebro.

Operando bajo el supuesto de que diferentes partes del cerebro tienen funciones separadas, los neurocientíficos han logrado un progreso notable hacia la comprensión de cómo funciona el cerebro. Han descubierto que la visión ocurre en la parte posterior de la cabeza, que una tiara de tejido en la parte superior del cerebro envía comandos a los músculos para que el cuerpo pueda moverse y que una pequeña estructura debajo de la oreja tiene la responsabilidad específica de reconocer caras. Todas estas regiones están formadas por materia gris, un tipo de tejido que contiene cuerpos de células neuronales y cubre la superficie del cerebro. Debajo se encuentra la materia blanca, que se extiende en haces de fibras entre las regiones de materia gris y lleva mensajes por todo el cerebro. Pero aunque averiguar la función de una pieza particular de materia gris puede ser bastante sencillo (busque a alguien con daños en esa área y vea lo que no puede hacer), la materia blanca ha demostrado ser más difícil de precisar. “Durante mucho tiempo, hemos estado ignorando esa conectividad porque no sabíamos cómo hablar de ella”, dice Danielle Bassett, profesora de bioingeniería en la Universidad de Pennsylvania.

Sin embargo, en las últimas décadas, investigadores como Bassett han aprovechado nuevas tecnologías de imágenes cerebrales y herramientas matemáticas para comenzar a investigar los misterios de estas conexiones. Juntos, han formado una nueva disciplina conocida como neurociencia en red. Algunos investigadores han demostrado que los trastornos que van desde la esquizofrenia hasta el accidente cerebrovascular parecen depender no de regiones cerebrales individuales, sino de los circuitos entre esas regiones. Fuera del ámbito de las enfermedades, otros científicos han utilizado las redes cerebrales para comprender mejor cómo difieren nuestras personalidades y otros rasgos. A medida que el campo continúa progresando, los científicos armados con neurociencia en red pueden predecir quién desarrollará una enfermedad en particular, comprender los procesos cerebrales subyacentes a sus síntomas y diseñar mejores tratamientos para ella.

Incluso a nivel de células individuales, los cerebros muestran abundantes evidencias de su carácter en red. “Las neuronas no son esféricas, las neuronas tienen un cuerpo celular y luego tienen esta cola larga que les permite conectarse con muchas otras células”, dice Bassett. “Incluso puedes mirar la morfología de la neurona y decir, ‘Oh, bueno, la conectividad tiene que importar. De lo contrario, no se vería así ‘”. Para Bassett, la neurociencia en red no es simplemente una nueva forma de estudiar el cerebro, una técnica que puede aportar conocimientos de diversos campos a la neurociencia. Es, más bien, una forma de acercarse a la esencia del cerebro, cómo funciona realmente.

“El cerebro es literalmente una red”, concuerda Olaf Sporns, profesor de ciencias psicológicas y cerebrales en la Universidad de Indiana. “No es una metáfora. No estoy comparando manzanas y naranjas. Creo que esto es literalmente lo que es “. Y si la neurociencia en red puede producir una imagen más clara y precisa de la forma en que realmente funciona el cerebro, puede ayudarnos a responder preguntas sobre cognición y salud que han atormentado a los científicos desde la época de Broca. “Ahora hemos ampliado la apertura”, dice Sporns. “Estamos analizando todo el sistema”.

LA IDEA DE QUE deberíamos examinar las conexiones del cerebro y no sólo estudiarlo región por región, no es nada nuevo. “Wernicke, que era contemporáneo de Broca, en realidad estaba muy centrado en los circuitos”, dice Fox. Al igual que Broca, Carl Wernicke, un médico alemán, realizó una investigación en pacientes con daño cerebral que había causado problemas específicos del habla. Aunque pudo haber sospechado que el tejido blanco en el núcleo del cerebro contribuía a estas discapacidades, no tenía forma de actuar de acuerdo con su hipótesis. Pero en su obra magna de 1874, El complejo de síntomas de la afasiaWernicke anticipó asombrosamente la neurociencia de red moderna. “Sólo las funciones psíquicas más elementales pueden asignarse a áreas definidas de la corteza”, escribió. “Todo lo que va más allá de estas funciones más simples, la asociación de diferentes impresiones en un concepto, pensamiento, conciencia, es un logro de los tractos de fibra [es decir, materia blanca] que conectan las diferentes regiones de la corteza entre sí”.

En ese momento, sin embargo, sus ideas no lograron ganar mucha influencia. “Sin datos, no se puede hacer mucho”, dice Sporns. “Puedes hacer teorías, pero nadie quiere escucharlas”.

Solo un siglo después de la muerte de Wernicke, la tecnología avanzó lo suficiente como para que los científicos pudieran comenzar a estudiar las conexiones del cerebro en serio. “El primer tipo de datos de red nos llegó a principios de la década de 1990”, dice Sporns, que en ese momento acababa de completar su doctorado en neurociencia. En aquellos días, la recopilación de datos era ardua: los científicos tenían que inyectar sustancias llamadas “trazadores” en puntos específicos del cerebro de un animal y esperar semanas para que esos trazadores saltaran tractos de fibra y llegaran a otras regiones conectadas. Cuando diseccionaron al animal y vieron las áreas a las que había llegado el marcador, pudieron inferir que el sitio de inyección original debía estar conectado a esas regiones.

Eventualmente, suficientes científicos habían inyectado suficientes trazadores en suficientes monos para que Sporns y sus colegas tuvieran un mapa de qué partes del cerebro estaban conectadas entre sí. El mapa representaba cada región del cerebro como un “nodo”, normalmente visualizado como un círculo o un punto, e hizo que cada conexión entre las regiones formara un “borde” o línea, entre los nodos correspondientes. Como hilo extendido a través de un tablón de anuncios en una escena de un procedimiento policial, esta red de cerebros de mono temprano era difícil de analizar enlace por enlace. “Los primeros 10 años de eso fueron bastante lentos porque el campo era muy pequeño”, dice Sporns. “Y tampoco teníamos muchos datos con los que trabajar”. Un solo mapa solo puede revelar hasta cierto punto. Y para empeorar las cosas, las conexiones no se podían rastrear en el cerebro humano de la misma manera que en los monos.

Pero mientras Sporns estudiaba animales, otros investigadores estaban ideando formas nuevas y no invasivas de mirar debajo del cráneo humano. Dos de las tecnologías que desarrollaron abrieron el campo de la neurociencia de redes. Es posible que haya visto imágenes generadas por computadora del interior del cerebro que parecen haces de cables multicolores en una granja de servidores. Estas imágenes ilustran el conectoma del cerebro, su conjunto completo de conexiones, y se generan mediante una técnica llamada imágenes por tensor de difusión (DTI). Al medir las direcciones en las que las moléculas de agua fluyen en el cerebro, los científicos pueden trazar los tractos de materia blanca que se entrecruzan bajo la materia gris del cerebro. Con los datos obtenidos por DTI, los investigadores pueden traducir las regiones de materia gris en nodos y los tractos de materia blanca en bordes. El resultado a menudo se denomina “diagrama de cableado” del cerebro, como los diagramas que ilustran cómo se conectan los componentes en los dispositivos electrónicos. “Para mí, esa es la intersección natural de la ingeniería eléctrica y la neurociencia”, dice Fox, quien estudió ingeniería eléctrica antes de poner su mirada en el cerebro.

Pero el simple hecho de conocer la ubicación de los tractos de materia blanca no necesariamente te dice lo que hacen . Entonces, los científicos adoptan un enfoque complementario, llamado imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), para llegar a otro tipo de red cerebral. La fMRI puede medir indirectamente qué regiones del cerebro están activas en puntos particulares en el tiempo al registrar el flujo sanguíneo; cuanto más está haciendo un área del cerebro, más sangre necesita. Al observar qué pares de regiones están activas simultáneamente, los investigadores infieren una relación llamada “conectividad funcional” entre ellos. Compilar todos estos enlaces de conectividad funcional y traducirlos en bordes es otra forma de representar el cerebro como una red.

El hecho de que dos regiones estén activas al mismo tiempo no significa necesariamente que estén físicamente conectadas entre sí, ni indica que trabajen juntas para representar algún comportamiento. “No es realmente funcional”, dice Sporns. “Ni siquiera es realmente conectividad”. A diferencia de las redes creadas a partir de DTI, las redes de conectividad funcional pueden cambiar con el tiempo, ya que las regiones del cerebro trabajan juntas de manera diferente en diferentes contextos. Sin embargo, la correlación es una señal de que, por alguna razón, dos regiones están compartiendo información de alguna manera.

Debido a esta capacidad de colaboración, un cerebro es más que la suma de sus partes. Al explicar por qué las redes pueden ayudarnos a descubrir cómo funciona el cerebro, Bassett recurre a una metáfora de la electrónica: “Si me dieras todas las piezas de una radio y dijeras: ‘¿Qué es esto?’ incluso si supiera para qué sirven las piezas, no necesariamente podría decirte que eso sería una radio “. En otros puntos, ella gravita hacia las artes, describiendo el cerebro como si trabajara como una orquesta: “Tenemos todos los instrumentos de viento, y luego tenemos los metales, y tenemos las cuerdas y la percusión. Y para realmente hacer música, tenemos que poder tener todos esos componentes diferentes trabajando juntos, de una manera que cree una sinfonía “.

Una de las particularidades del enfoque de redes es que facilita estas analogías: no solo con las radios y orquestas, sino también con las redes eléctricas, mapas de carreteras y, especialmente, con las redes sociales, el tipo de red con la que la gente probablemente esté más familiarizada. estos días. Petra Vértes, becaria de bioinformática en la Universidad de Cambridge, se sintió atraída inicialmente por la neurociencia de redes porque unía tantos problemas aparentemente distintos en un marco similar. “Lo que me llamó la atención fue lo ampliamente aplicable que sería el mismo lenguaje matemático a muchos campos diferentes”, dice. “Todos podemos relacionarnos con la idea de una red, como una red de ciudades conectadas por carreteras. Y, sin embargo, este marco conceptual simple, que también se presta muy bien a la visualización, de alguna manera puede usarse para sondear realmente,

Ahora armada con dos herramientas separadas para medir de forma segura las redes del cerebro humano en menos de una hora, la comunidad de neurociencia en red ha recorrido un largo camino desde sus inicios. “La capacidad de trabajar finalmente no solo con uno o dos conjuntos de datos, sino con cientos y ahora, actualmente, con miles de conjuntos de datos, esto es algo que nos ha liberado”, dice Sporns. “Y ahora estamos tan inundados de datos que es casi un diluvio”. Finalmente, los investigadores están utilizando estas redes funcionales para convencer al cerebro de que divulgue algunos de sus secretos.

UNO DE LOS inconvenientes de la investigación localizador tradicional es que casi siempre implica hacer que el sujeto realice una tarea en particular y observar cómo cambia su actividad cerebral en respuesta. Pero la investigación en red se puede realizar cuando la gente no hace nada en absoluto. Y eso es importante cuando se estudian las diferencias entre las personas, incluidas la salud y la enfermedad. “Si tiene esquizofrenia, todavía tiene esquizofrenia incluso cuando no está realizando una tarea de memoria de trabajo”, dice Fox. Dado que las redes se pueden construir simplemente observando lo que hace el cerebro cuando no se le exige nada, la neurociencia de redes puede acercarse al estado natural de una persona.

Curiosamente, cuando los científicos estudian el cerebro en este estado natural, las diferencias individuales parecen tener un mayor relieve. Emily Finn, profesora asistente de ciencias psicológicas y cerebrales en Dartmouth College, ha demostrado que diferentes personas tienden a tener sus propios patrones particulares de conectividad funcional. “Existe este tipo de pulso intrínseco en el cerebro, y los cerebros de diferentes personas tienden a latir en patrones ligeramente diferentes”, dice Finn. “Y luego, cuando aplicas una tarea, estás modificando un poco eso”.

Estos patrones de conectividad característicos limitan, pero no determinan por completo, los patrones dinámicos de actividad del cerebro, dice Bassett. Ella compara esto con las diversas formas en que las personas pueden atravesar un edificio. “Un edificio tiene una arquitectura, pero los seres humanos que caminan por ese edificio pueden hacerlo de forma muy diferente”, dice. “Y lo que ven, y lo que hacen, y lo que pueden hacer, y con quién se comunican, dependen de su caminar. Sí, está limitado por el lugar donde están las paredes, pero hay muchos, muchos, muchos caminos que son posibles en un solo edificio “.

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Los científicos han relacionado las redes cerebrales con rasgos como la personalidad, el diagnóstico psiquiátrico y el desempeño en una variedad heterogénea de pruebas psicológicas. Finn usó los distintos patrones de conectividad cerebral que encontró en cada uno de sus sujetos para adivinar con éxito qué tan bien les iría en una prueba de inteligencia; Más recientemente, un grupo de investigadores de CalTech pudo utilizar las redes cerebrales individuales de los sujetos para predecir qué tan abiertos estaban a nuevas experiencias.. Y en algunos casos, el análisis de redes ofrece claras ventajas sobre los métodos tradicionales. “Los fenotipos en red pueden ser más poderosos para predecir si es probable que alguien desarrolle un trastorno”, dice Vértes, quien ha utilizado la neurociencia en red para estudiar trastornos que van desde la depresión hasta el trastorno por estrés postraumático. Recientemente, Vértes ha trabajado en proyectos que han utilizado redes para identificar a pacientes con TEPT que probablemente no respondan a la psicoterapia y asociar anomalías en el cerebro de individuos esquizofrénicos con genes específicos .

El enfoque de red ha demostrado ser particularmente adecuado para comprender la esquizofrenia, aunque se ha aplicado a todas las clases de enfermedades mentales. La esquizofrenia es más común de lo que muchas personas creen —afecta a alrededor del 1 por ciento de la población estadounidense— y su sintomatología es compleja. Las personas con esquizofrenia a menudo experimentan no solo los síntomas ampliamente reconocidos de alucinaciones auditivas y delirios, que se denominan “síntomas positivos”, sino también “síntomas negativos” que pueden parecerse a la depresión. Pero los científicos han luchado por explicar cómo surgen estos síntomas usando enfoques tradicionales. “No es que haya una sola región afectada por la esquizofrenia”, dice Bassett. “Hay muchas, muchas regiones, y son sus interacciones entre sí las que se ven afectadas”.

Y donde las interacciones importan, la neurociencia en red tiene algo que aportar. Las redes construidas a partir de cerebros sanos y cerebros esquizofrénicos a menudo tienen un aspecto bastante diferente: los investigadores han encontrado constantemente patrones de conectividad anormalmente alta o baja en los cerebros de pacientes esquizofrénicos. Por lo tanto, los delirios, las alucinaciones y los síntomas parecidos a los de la depresión pueden no ser el resultado de una región que actúa de manera extraña, sino que podrían surgir de una comunicación defectuosa entre las regiones.

Cuando se ve en su conjunto, las redes cerebrales esquizofrénicas también parecen carecer de otra cualidad importante de las sanas. Al principio de la historia de la neurociencia en red, los investigadores descubrieron que el cerebro tiene una propiedad de red llamada “pequeño mundo”. Una red de mundo pequeño es aquella en la que la mayoría de los nodos solo hacen conexiones de corto alcance entre sí y tienden a agruparse en módulos densamente conectados. Sin embargo, al menos un nodo de cada módulo es un concentrador, lo que significa que realiza conexiones de largo alcance en toda la red. Este tipo de red es particularmente buena en el procesamiento de información; tal vez el cerebro humano evolucionó para tener esta estructura a fin de operar de la manera más eficaz posible.

Pero mientras que el cerebro sano es una red de mundo pequeño, el cerebro esquizofrénico lo es mucho menos; aún puede organizarse en módulos, pero esos módulos no están tan densamente conectados. Si la pequeñez ayuda al cerebro a emprender una variedad de procesos de manera efectiva y eficiente, su falta en el cerebro esquizofrénico podría algún día ayudar a explicar los síntomas de la enfermedad. La enfermedad mental, dice Vértes, “puede que no se trate de esta región o de esa región haciendo algo, puede que solo se trate de características macro de la red”. Aún así, esta idea es solo una posibilidad.

La neurociencia en red no solo ha demostrado ser útil en psiquiatría: Fox ha podido utilizar el enfoque para establecer conexiones precisas entre el daño cerebral y los síntomas que causa. Él le da crédito a Aaron Boes, su antiguo compañero de investigación, por la chispa de una idea que finalmente produjo una de las ilustraciones más poderosas de la utilidad médica de los circuitos. Boes estaba trabajando con un paciente que tenía un trastorno poco común llamado alucinosis peduncular, en el que el daño al tálamo, una estructura en el centro del cerebro, causa alucinaciones visuales. Pero los localizadores habían demostrado hace mucho tiempo que la visión se produce en el lóbulo occipital, que se encuentra en la parte posterior del cerebro. ¿Por qué el daño del tálamo causa síntomas visuales?

Boes tenía el presentimiento de que las redes podrían estar involucradas, por lo que se acercó a Fox, y juntos investigaron no solo la ubicación de las lesiones en pacientes con alucinosis peduncular, sino también de qué circuitos cerebrales formaban parte esas ubicaciones de lesiones. “Todavía recuerdo el día en que empezamos a buscar la conectividad de las diferentes ubicaciones de las lesiones”, dice Fox. “Y lesión tras lesión tras lesión, la corteza visual extraestriada seguía apareciendo. Y nos dimos cuenta de que estábamos en algo potencialmente muy importante “.

La corteza visual extraestriada, que se encuentra en la parte posterior del cerebro, juega un papel esencial en la percepción visual. Cuando actúa de forma anormal, puede provocar alucinaciones visuales. Aunque todos los pacientes tenían lesiones en diferentes lugares, cada uno estaba en la misma red y estrechamente asociado con la corteza visual extraestriada. De esta manera, Boes y Fox pudieron demostrar que los síntomas se correlacionaban con daños en un circuito específico , no en una ubicación específica . Publicaron sus hallazgos en la revista Brain en 2015.

Puede parecer paradójico que las lesiones, que una vez convencieron a la comunidad médica de que las diferentes regiones del cerebro tienen responsabilidades distintas, de hecho puedan brindar apoyo a la perspectiva de la red. Pero Fox y sus colegas han demostrado desde entonces que, si bien una serie de afecciones diferentes, como la depresión de inicio rápido y la ceguera facial , pueden ser causadas por daños en partes muy diferentes del cerebro, cada trastorno está asociado con lesiones en una red específica.

Como médico y científico, Fox está particularmente interesado en utilizar el enfoque de red no solo para comprender mejor enfermedades particulares, sino también para tratarlas. Ha pasado años trabajando para optimizar los tratamientos de estimulación cerebral para enfermedades como el Parkinson y la depresión. Los dos enfoques principales para la estimulación cerebral, la estimulación cerebral profunda (DBS), que implica la implantación quirúrgica de cables directamente en el cerebro, y la estimulación magnética transcraneal (TMS), un método no invasivo que implica pasar un imán sobre ubicaciones específicas del cráneo, fueron ambos disponibles cuando Fox inició su trabajo en la primera década de los 2000, pero estaban lejos de perfeccionarse.

Ambas tecnologías se basan en la idea de que algunas enfermedades neurológicas y psiquiátricas son causadas por una actividad cerebral anormal y que la estimulación puede corregirlas. En la enfermedad de Parkinson, la estimulación de un área llamada ganglios basales alivia síntomas como el temblor, y una tecnología estrechamente relacionada llamada neuroestimulación sensible puede sofocar las convulsiones epilépticas dirigiéndose al lugar donde se originan. “Como ingeniero eléctrico, la idea de que se pudieran colocar electrodos en el cerebro de alguien, encenderlos y tener efectos casi milagrosos sobre los síntomas de la enfermedad de Parkinson, o sostener un electroimán sobre el cerebro de alguien y corregir su depresión, casi parecía ciencia ficción ,” él dice.

Pero décadas de investigación han demostrado que, para la mayoría de las otras enfermedades, estas regiones no existen. E incluso si lo hicieran, la estimulación en un lugar específico no permanecerá confinada en ese lugar, porque una región del cerebro activada enviará señales a lo largo de los tractos de materia blanca, y esas señales a su vez pueden activar otras regiones. “Si desea estimular [un] área particular del cerebro para calmar una convulsión, su estimulación en esa región no se queda en la región, va a todas partes”, dice Bassett.

Además de brindarles a los médicos una mejor comprensión de las consecuencias de la estimulación cerebral, la neurociencia en red también puede ayudar a los científicos a diseñar mejores técnicas. En particular, si los científicos pueden determinar los circuitos sobre los que actúa una técnica altamente invasiva como la estimulación cerebral profunda, podrían lograr resultados similares con un enfoque no quirúrgico como TMS. “Una vez que su objetivo es un circuito, puede apuntar a ese circuito de diferentes maneras”, dice Fox. “Podría comenzar a probar el efecto terapéutico del circuito de forma no invasiva antes de hacer algo invasivo”. En particular, este enfoque podría permitir a los médicos acceder a regiones enterradas en el cerebro, como las que se enfocan en los tratamientos DBS para el Parkinson, a través de áreas más cercanas a la superficie. “Si esas regiones están conectadas a regiones más superficiales, entonces quizás,

Y a medida que los científicos comienzan a pensar en las enfermedades cerebrales como el resultado de múltiples regiones que actúan en conjunto, en lugar de regiones únicas, pueden comenzar a tratar de apuntar a todo el circuito a la vez. “Podría ser que la mejor manera de ayudar a un síntoma que se asigna a un circuito sea en realidad múltiples electrodos o múltiples sitios de estimulación”, dice Fox.

Los tratamientos farmacológicos, que dominan la práctica psiquiátrica, no solo afectan áreas específicas del cerebro. Así como un analgésico reducirá el dolor en todo el cuerpo, también lo hará un medicamento psiquiátrico por todo el cerebro. Sin embargo, la neurociencia en red aún podría resultar útil para optimizar los regímenes de medicamentos: podría ayudar a los médicos a orientar su elección de medicamento al individuo, no a la enfermedad. Si los científicos comprenden mejor qué hace que cada cerebro sea diferente, podrán aprovechar esas diferencias para predecir quién responderá mejor a qué fármaco.

“Para algunas personas, el fármaco X funciona, y para otras, el fármaco Y funciona, y uno no lo sabe hasta que prueba ambos”, dice Bassett. “Y siento que es ciencia medieval. Pero con suerte, con una comprensión de las diferencias individuales en el cerebro, tendremos una mejor palanca sobre cómo predecir las respuestas humanas a una intervención en particular, y luego no tendremos que hacer que las personas pasen un año por diferentes tipos de medicamentos antes de encontrar uno que funcione para ellos “.

Vértes está de acuerdo en que los investigadores deberán descubrir cómo recetar medicamentos específicos a personas específicas, incluso si tienen el mismo diagnóstico. “La depresión, no es una cosa. Probablemente se trate de al menos algunas clases importantes de trastornos o diferencias ”, dice. “Y luego, si desea un medicamento para ello, cuanto mejor estratificada esté su población de pacientes, más probabilidades tendrá de desarrollar un medicamento que funcione para ese estrato”.

En última instancia, cree que un tratamiento psiquiátrico eficaz dependerá de adaptar la terapia al paciente individual. “No será un medicamento para todos”, dice.

PERO PRESCRIBIR MEDICAMENTOS basado en las redes cerebrales específicas de las personas permanece, por ahora, fuera de alcance, y la neurociencia en red no es de ninguna manera una panacea para el lento progreso de la investigación psiquiátrica. El descubrimiento de que los cerebros de las personas con esquizofrenia muestran menos mundanidad es un resultado excepcional. Pero Finn cuestiona cuánto nos dice realmente ese hecho, al menos por ahora. “Si digo, está bien, las personas con esquizofrenia tienen menos mundanalidad en sus cerebros, eso es algo interesante. Es un hallazgo pegadizo ”, dice. “Pero es mucho más difícil, creo que traducir eso en algún tipo de acción que podamos tomar”.

De manera similar, Vértes cree que una de las ventajas particulares de la neurociencia en red —que considera al cerebro como un todo integrado— también podría paralizar el desarrollo de nuevos tratamientos. “Un nódulo es un bulto de tejido cerebral. ¿Cómo podemos pasar de eso a algo que tenga que ver con el tratamiento? ” ella pregunta. “Las drogas actúan a nivel molecular. Y aquí estamos hablando de centímetros. Entonces, ¿cómo conectamos los dos? “

Algunos investigadores ven una tendencia hacia una mayor abstracción en el campo en el diseño de nuevas métricas de red. Si bien algunas métricas estándar, como el grado de centralidad (la cantidad de bordes adjuntos a un nodo determinado) tienen interpretaciones sencillas, “ahora parece que cada semana, hay una nueva métrica de centralidad que alguien ha definido y que ha demostrado que es útil en alguna circunstancia”. Vértes dice. “Siempre presiono a los estudiantes para que midan las cuatro cosas más simples que están en la primera página de cualquier libro de texto”, con lo que ella se refiere a la modularidad, la centralidad, la agrupación y la longitud del camino. (Consulte el gráfico al final de esta historia para obtener más detalles sobre cada una de estas métricas).

Finn comparte esas preocupaciones. “También me preocupa que no siempre haya grandes intentos de garantizar que al agregar esas capas de complejidad, en realidad se obtenga más por su inversión”, dice. Estas nuevas herramientas podrían ser más que innecesarias: pueden hacer que algunos de los objetivos de la neurociencia en red sean más difíciles de alcanzar. Debido a que las métricas complejas que inventan los investigadores a menudo se abstraen en gran medida de los datos sin procesar, puede ser difícil conectarlos con lo que realmente está sucediendo en el cerebro. Y sin una idea de lo que está sucediendo en el cerebro, diseñar intervenciones como los tratamientos de estimulación cerebral de Fox se convierte en un gran desafío.

El objetivo de la neurociencia en red no es ignorar los fenómenos más específicos y de bajo nivel que eran el pan y la mantequilla de la neurociencia localizadora. En cierto sentido, los neurocientíficos de la red todavía están estudiando regiones del cerebro, al igual que los localizadores; simplemente están más interesados ​​en las conexiones entre esas regiones que en lo que hacen de forma independiente. El mes pasado, Bassett publicó un artículo en Nature Neuroscience que describía un enfoque para unir ambos tipos de investigación. Para comprender realmente lo que está sucediendo en el cerebro, propone, debemos comprender cómo las regiones cerebrales individuales representan información ycómo se transforma esa información a medida que se transmite de una región a otra. “Personalmente, creo que lo que debe suceder es un matrimonio sincero de los dos para comprender cómo los cálculos específicos que ocurren en una región fluyen a lo largo de la red”, dice. “El patrón de conexión tampoco es suficiente”.

Para Sporns, el matrimonio es natural. “Las redes no son tanto un antídoto para el localizado”, dice. “Son más como una forma de combinar un marco en el que se buscan diferencias locales con uno en el que se observa el sistema en su conjunto”. Quizás, entonces, incluso cuando la neurociencia en red se vuelva cada vez más popular, el legado de Broca perdurará.

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Fuente: https://www.wired.com/story/a-radical-new-model-of-the-brain-illuminates-its-wiring/

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