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Neurociencias
Las Redes Neuronales No Son Tan Impredecibles en
Su Comportamiento
26 de Marzo de 2008.
 ¿Cuán
sensibles son las redes neuronales a la interferencia externa? ¿Hasta
qué punto están predefinidos los procesos de las redes neuronales,
incluyendo los patrones cerebrales de pensamiento? Estas cuestiones han
sido investigadas por Sven Jahnke, Raoul-Martin Memmesheimer y Marc
Timme, del Centro Bernstein para la Neurociencia Computacional, y del
Instituto Max Planck para la Dinámica y la Autoorganización, quienes han
encontrado que, bajo ciertas condiciones, las redes neuronales son más
predecibles de lo que se había asumido.
 Menéame
El cerebro es uno de los objetos más complejos que han evolucionado. Más
de cien mil millones de neuronas se comunican entre sí formando una red
ampliamente ramificada. Las neuronas procesan la información
representada por impulsos eléctricos. Cada célula computa las señales de
las neuronas presinápticas. El que genere un nuevo impulso depende del
resultado de este cálculo. Ahora, Marc Timme y sus colaboradores han
analizado matemáticamente tal sistema de transmisión de señales
neuronales y han verificado su teoría mediante simulaciones por
ordenador.
Al igual que en el cerebro, la dinámica de la transmisión de señales
neuronales en el modelo matemático no sigue un orden reconocible; el
modo en que se transmiten los impulsos aparenta ser imprevisible. Pero,
¿cuán impredecible es en realidad tal sistema?
Los científicos llaman "caótico" a un sistema si pequeñas diferencias en
sus estados iniciales desencadenan resultados muy diferentes después de
un período de tiempo. El comportamiento de los sistemas caóticos, por
ende, no puede predecirse a largo plazo. El matemático y meteorólogo
Edward N. Lorenz visualizó este efecto en la década de 1960. En 1996,
investigadores de la Universidad Hebrea, en Israel, demostraron en un
estudio teórico que la irregular actividad neuronal del cerebro puede
ser explicada por el comportamiento caótico. Así, la red desarrollaría
una dinámica muy diferente, incluso cuando sólo una neurona transmitiera
una señal una fracción de segundo más temprano o más tarde. En los
últimos diez años, muchos neurocientíficos han asumido que tal
comportamiento caótico explica por regla general las irregularidades
observadas.
Como Timme y sus colegas han descubierto ahora, la actividad caótica
sólo surge bajo ciertas condiciones y no constituiría una regla general
para tales redes. Una combinación de varios métodos nuevos ha hecho
posible para los investigadores tener en cuenta cada impulso aislado de
una neurona en una red. Y por eso han podido mostrar que, bajo ciertas
condiciones, una red neuronal es increíblemente insensible a cambios
temporales pequeños de los impulsos neuronales.
Aunque la red parece ser altamente irregular según mediciones
estadísticas, esto no es necesariamente un indicativo de sistema
caótico. De hecho, puede resultar predecible durante un período de
tiempo más largo de lo que se creía hasta ahora.
Información adicional en:
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