NEUROCIENCIAS

El cerebro aprende de un modo distinto del que creíamos

Así lo afirma un estudio con importantes implicaciones en los trastornos neurodegenerativos.

Juan Scaliter - 23/03/2018

El cerebro aprende de un modo distinto del que creíamos
La imagen representa el modelo de aprendizaje propuesto por Hebb (en rojo) y el nuevo, en verde. En el centro una neurona con dos árboles dendríticos, recoge las señales de las sinapsis. En el anterior modelo (izq.), la distancia entre sinápsis y neuronas, equivalía a una persona cuyos dedos fueran tan largos como para llegar a un rascacielos. Crédito imagen: Ido Kanter

El cerebro es una red compleja que contiene miles de millones de neuronas y cada una de ellas se comunica simultáneamente con miles de otras a través de sus sinapsis. Sin embargo, la neurona realmente recoge sus muchas señales entrantes sinápticas a través de varios "brazos" ramificados extremadamente largos, llamados árboles dendríticos.
En 1949, el libro The Organization of Behavior de Donald Hebb sugirió que el aprendizaje se produce en el cerebro al modificar la fuerza de las sinapsis, mientras que las neuronas funcionan como elementos computacionales. Desde entonces esta teoría ha sido aceptada. Hasta ahora.

Utilizando nuevos resultados teóricos y experimentos sobre cultivos neuronales, un grupo de científicos, dirigido por el profesor Ido Kanter, de la Universidad Bar-Ilan, ha demostrado que la teoría de que el aprendizaje se produce solo en las sinapsis, propuesta por Hebb casi 70 años atrás, es errónea.
En un artículo publicado en Scientific Reports, el equipo de Kanter va se opone a la sabiduría convencional para mostrar que el aprendizaje lo hacen en realidad varias dendritas, aunque a una velocidad diferente que en el modelo anterior.

"El proceso de aprendizaje recién descubierto en las dendritas – explica Kanter en un comunicado –, se produce a un ritmo mucho más rápido que en el escenario anterior, lo que sugiere que el aprendizaje es un proceso que tiene lugar únicamente en las sinapsis. Esta nueva teoría señala que hay algunos parámetros adaptativos por neurona, en comparación con miles de los más pequeños y sensibles que ocurrían en el caso del aprendizaje sináptico”.

El escenario de aprendizaje recientemente sugerido, indica que ocurre en unas pocas dendritas que se encuentran en una proximidad mucho más cercana a la neurona, a diferencia de la noción previa. Para explicarlo Kanter utiliza una comparación: “¿Tiene sentido medir la calidad del aire que respiramos a través de muchos sensores satelitales pequeños y distantes o es mejor hacerlo mediante el uso de uno o varios sensores cerca nuestro? De manera similar, es más eficiente para la neurona para estimar sus señales entrantes, hacerlo lo más cerca posible.
Si lo pusiéramos en escala, la distancia entre la neurona y las sinápsis (bases del sistema anterior), sería equivalente a que una persona tuviera los dedos de la mano de más de cien metros de largo.

Otro hallazgo importante del estudio es que las sinapsis débiles, que antes se consideraban insignificantes, aunque comprenden la mayoría de nuestro cerebro, desempeñan un papel importante en la dinámica cerebral: son las responsables de inducir las oscilaciones de los parámetros de aprendizaje en lugar de llevarlos a extremos fijos poco realistas, como se sugiere en el escenario de aprendizaje sináptico actual.
Comprender cómo funciona el aprendizaje en términos neurofisiológicos, tiene importantes implicaciones a la hora de tratar enfermedades neurodegenerativas.



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