Desde hace más de una década, los neurocientíficos saben que muchas células de la ‘circunvolución fusiforme’, se encuentran especializadas en el reconocimiento de caras. Ahora, mediante un estudio de conexiones neuronales, un equipo de neurocientíficos del Instituto de Tecnología de Massachusetts, ha mostrado con exactitud qué partes de la circunvolución fusiforme se encuentran implicadas en el reconocimiento de caras.
Este estudio, publicado en la revista Nature Neuroscience el 25 de Diciembre, es el primero en relacionar la conectividad de una región del cerebro con su función. No hay dos personas con una circunvolución fusiforme estructuralmente igual, pero ahora, utilizando patrones de conectividad, los investigadores pueden predecir qué partes de esta circunvolución están implicadas en el reconocimiento de caras.
Este trabajo va más allá de otros estudios que utilizaban Imagen por Resonancia Magnética (IRM) para localizar las regiones implicadas en determinadas funciones.
“Además de cartografiar el cerebro, describimos la relación existente entre función y conectividad”, afirma David Osher, uno de los principales autores de este trabajo, estudiante de postgrado del laboratorio de John Gabrieli y miembro del Instituto de Investigación Cerebral MacGovern.
De esta forma, los científicos han podido profundizar sus conocimientos sobre los problemas de reconocimiento de caras en trastornos como el autismo o la prosopagnosia.
Para trazar los patrones de conectividad cerebral, los investigadores utilizaron la técnica de Imagen por Resonancia Magnética de Difusión (RMD). En ella, mediante escáner, se aplica un campo magnético sobre el cerebro de la persona que provoca que el fluido cerebral circule en esa misma dirección. En las zonas donde existen axones – extensiones celulares que conectan una neurona con otras regiones cerebrales – el líquido circula a lo largo del axón en lugar de a lo ancho. Esto se debe a que los axones se encuentran recubiertos de un material graso conocido como mielina, que es impermeable al agua.
Aplicando el campo magnético en distintas direcciones y observando hacia qué dirección se mueve el fluido cerebral, los investigadores pueden identificar la localización de los axones y determinar qué regiones del cerebro se encuentran conectadas.
“Llegados a este punto, tenemos una descripción de cómo y con qué intensidad, cada unidad medible del cerebro se encuentra conectada con las demás regiones”, comenta Zeynep Saygin, uno de los principales autores del trabajo.
Estableciendo conexiones
Los investigadores encontraron que ciertas áreas de la circunvolución fusiforme se mostraban más activas cuando los sujetos realizaban tareas de reconocimiento de caras.
Basándose en los resultados obtenidos en uno de los grupos, los investigadores crearon un modelo de predicción de la función de la circunvolución fusiforme basándose exclusivamente en los patrones de conectividad observados. En un segundo grupo de sujetos, encontraron que el modelo predecía satisfactoriamente las áreas de la circunvolución que respondían a caras.
“Aunque era algo que presuponíamos, esta es la primera vez que tenemos evidencia directa de la relación entre función y conectividad”, afirma Saxe, miembro asociado del Instituto McGovern. “Este estudio demuestra que contamos con herramientas suficientes para comprobar algo que creíamos que ocurría, pero que no sabíamos si íbamos a ser capaces de observar”.
Se sospecha que otras regiones conectadas con la circunvolución fusiforme podrían estar implicadas en el procesamiento visual de precisión. No obstante, ha sorprendido encontrar zonas de la circunvolución conectadas con el cerebelo, una parte del cerebro que no ha sido estudiada en profundidad y que hasta la fecha no se pensaba que estuviera implicada en el circuito de procesamiento visual.
A partir de ahora, los investigadores cuentan con un modelo preciso para predecir la función de las células de la circunvolución fusiforme, basado exclusivamente en la conectividad. Este modelo podría utilizarse para estudiar el cerebro de pacientes, tales como niños con autismo severo, que no pueden tumbarse en un escáner IRM para participar en tareas de reconocimiento de caras. Este es uno de los aspectos más interesantes del estudio, apunta Michael Beauchamp, profesor asociado de Neurobiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas.
“La Imagen por Resonancia Magnética Funcional, es la mejor herramienta con la que contamos para conocer el funcionamiento cerebral humano, pero no se ajusta a las necesidades de todos los pacientes, especialmente cuando se trata de niños o personas mayores con problemas cognitivos”, dice Beauchamp, que no participó en el estudio.
Actualmente, los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts intentan aplicar estos estudios sobre conectividad a otras regiones del cerebro y a otras funciones visuales, tales como al reconocimiento de objetos y lugares. También esperan que estos estudios ayuden a desvelar los mecanismos que subyacen al procesamiento de la información, a medida que esta recorre el cerebro.
Fuente: Massachusetts Institute of Technology
