El cerebro humano es una de las estructuras más complejas en la naturaleza, y estamos todavía muy lejos de entender completamente cómo funciona. Sin embargo, un grupo de investigadores del Proyecto Blue Brain, en una iniciativa que realiza reconstrucciones digitales biológicamente detalladas utilizando complejos modelos informáticos, revela información acerca de un tejido de estructuras en nuestro cerebro, que podría ser la clave para entender cómo funciona el órgano e incluso podría responder a misterios como el proceso de almacenamiento de nuestros recuerdos.
El último modelo obtenido por los investigadores, sugiere que el cerebro está compuesto de estructuras y espacios geométricos multidimensionales. Al respecto, el neurocientífico Henry Markram, director del Proyecto Blue Brain y profesor de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza, expresa: “Hemos encontrado un mundo que nunca habíamos imaginado; hay decenas de millones de estas estructuras, a través de siete dimensiones. En algunas redes, incluso encontramos complexiones con hasta once dimensiones.”
Las estructuras se forman cuando un grupo de neuronas, células que transmiten señales en el cerebro, formas algo llamado clique. Cada neurona se conecta a todas los demás en grupos de neuronas de una manera específica, para formar una nueva estructura. Mientras más neuronas haya en un clique, mayor será la dimensión de la estructura.
El Dr. Cees van Leeuwen, profesor de la Universidad Católica de Leuven en Bélgica, explica: “Es importante entender que estas estructuras no existen en más de las tres dimensiones espaciales que conocemos, sólo en el plano matemático utilizado para poder describir dichas estructuras más allá de las tres dimensiones. Fuera de la física, los espacios de alta dimensión se utilizan con frecuencia para describir estructuras de datos complejas, por ejemplo, el estado de un sistema dinámico en el espacio.”
Los investigadores tomaron la compleja estructura de la red cerebral y realizaron un mapeado de este universo; de este modo fueron capaces de identificar las estructuras de alta dimensión de manera muy definida y con una precisión que le ofrece a los científicos una clave para comprender la estructura y la función del cerebro.
Para modelar estas estructuras dentro de un cerebro virtual, el equipo utilizó una rama de la matemática llamada topología algebraica, generada usando un superordenador. Para comprobar los resultados, se llevaron a cabo una serie de experimentos en tejido cerebral humano.
Cuando los investigadores agregaron un estímulo en el tejido cerebral virtual, se ensamblaron cliques de dimensiones progresivamente superiores y en medio de éstos, se evidenciaron agujeros o cavidades. La aparición de vacíos cuando el cerebro está procesando información, sugiere que las neuronas en la red, reaccionan a los estímulos de una manera extremadamente organizada.
El profesor Markram señala: “El siguiente paso será ver qué papel práctico desempeñan estas estructuras en el cerebro. El resultado de esta investigación abre una gran cantidad de posibilidades; por ejemplo, la neurociencia ha estado luchando para determinar con exactitud dónde se almacenan los recuerdos en el cerebro, y basados en nuestras observaciones, bien podría especularse que los recuerdos podrían estar escondidos en estas cavidades de alta dimensión.”