Patrones en la Naturaleza V: Patrón intrínseco de Flujo Neuronal que organiza la percepción animal con Jerarquía lógica

 

Los primeros años del siglo XXI impulsaron estudios experimentales para develar, si fuera posible, los secretos del cerebro. Especialmente a partir de 2016, comenzaron a revelar su efectividad abordajes topológicos derivados de la física, para abordar el sentido de flujo neuronal, que permitieron, incluso observar su seguimiento in vivo.

Seleccionamos algunas de tales investigaciones sorprendentes:

El Grupo de Pietrasanta (2012) demostró que “la plasticidad es un juego de a dos” y que la experiencia puede modificar la conectividad fina del cuerpo calloso.

Esta plasticidad se puede ver seriamente alterada cuando enfermedades como la esclerosos múltiple (EM), desequilibrios fisiológicos o incluso virus, alteran el espacio para sinapsis y producen fusógenos, y efectos deletéreos sobre psiquis y conducta. (Hilliard et.al., 2020)

Los estudios de Wang et.al, (2018) confirmaron fuera de toda duda, las inferencias realizadas por Köhler y Bateson respecto que los elementos aprehendidos tienden a organizarse con una determinada Jerarquía Lógica y en diferentes áreas cerebrales. 

El estudio dirigido por Kevin Beier (2019) reveló que el sentido del flujo neuronal dentro del cerebro animal parece estar dictado en gran medida por la arquitectura espacial de los elementos aprehendidos.

Un equipo del Instituto Max Planck, (Lee et.al., 2019) utilizó mapeo in vivo de imágenes 3D, y microscopía para contactos sinápticos a nanoescala. Demostró cómo los elementos complementarios, cercanos y distantes, ingresan en cada hemisferio cerebral, luego se agrupan de modo complementario, y posteriormente, se reorientan aquellos con propiedades similares y derivan de redes diferentes.

El equipo de Kay Tye en el Picower Institute (Massachusetts) abordó la capacidad de la amígdala de atribuir valencia a la información sensorial que guía el comportamiento para acercarnos a las recompensas, evitar el peligro y el estrés postraumático (Tye et al, 2018)

La evidencia encontrada respalda asimismo que la organización anatómica de los circuitos neuronales responde a la codificación de valencias. Esto es: elementos que expresan determinados neurotransmisores, se reúnen y proyectan desde la Amígdala basolateral al núcleo accumbes, y se asocian con valencia neurofisiológica positiva. En cambio, elementos que expresan otros neurotransmisores, se proyectan desde la Amígdala basolateral hacia la amígdala medial, para reforzar la valencia negativa. (Picower, 2019)

Tanto el agrupamiento dinámico-funcional de espinas en el campo dendrítico, así como de valencias, genera respuestas robustas de carácter dado coincidentes en los dos hemisferios, y contribuyen a una percepción perfecta y sin fisuras del entorno animal.

Finalmente, Ila Fiete, del MIT, utilizó un modelado topológico, para transformar la actividad de grandes poblaciones de neuronas en datos observables. Observaron un circuito de miles de neuronas en el cerebro mamífero que traza una trayectoria de Atractor intrínseca. "Los datos anteriores habían apuntado indirectamente a una organización semejante (a un Atractor), pero solo ahora ha sido posible, con los números y métodos correctos, demostrarlo de manera convincente", concluye Edward Moser, del Instituto Kavli de Noruega. (Chaudhuri et al, 2019)

De este modo, investigaciones realizadas en los últimos años confirman fuera de toda duda las observaciones de Köhler y Bateson respecto del isomorfismo entre el cerebro y la Jerarquía lógica de percepciones adaptativas, que otorga carácter robusto y sin fisuras a la experiencia animal.

Estas investigaciones sobre el mismo Patrón de Flujo energético observado en diferentes seres vivos, fueron reunidas durante la presentación  2020 para la I Webinar de Antropología Biológica. Vale insistir que en todos los organismos vivos observados tal organización lógica ocurre de modo intrínseco, como si los hemisferios cerebrales impulsaran el flujo como una cuenca de atracción simètrica, lo que define el hallazgo del flujo en mariposa mostrado arriba Les paso un pequeño fragmento de siete minutos de la presentación:

(Estas novedades también nos revelan, que la misma Corteza Prefrontal, específica del Homo Sapiens, que introduce creatividad y conciencia de nosotros mismos, obstruye el adecuado procesamiento en el hipocampo de cada pérdida. El equipo de Rony Paz (2019) reconoció esta desventaja adaptativa derivada de la fragilidad emocional en la memoria humana, por cuanto la irrupción del flujo prefrontal favorece respuestas racionales exageradas en desórdenes de ansiedad y estrés postraumático. Pero volveremos sobre este aspecto más adelante.)

¡Hasta la próxima, amigos!

(Fragmento de Arqueología del Símbolo en preparación por Vivina Perla Salvetti)

 

Bibliografía:

BEIER Kevin, et al. (2019) “Topological Organization of Ventral Tegmental Area Connectivity Revealed by Viral-Genetic Dissection of Input-Output Relations” Cell Reports 26 (1): 159-167. e6. Doi: 10.1016 / j.celrep.2018.12.040

 

CHAUDHURI Rishidev, et al. (2019) “The intrinsic attractor manifold and population dynamics of a canonical cognitive circuit across waking and sleep” Nature Neuroscience 22: 1512-1520 (2019) Doi: 10.1038 / s41593-019-0460-x                      (12 de febrero 2015)

                                                                       

HILLIARD Massimo et al. (2020) “Fusogen-mediated neuron−neuron fusion disrupts neural circuit connectivity and alters animal behavior” PNAS 117 (37): 23054-23065   https://doi.org/10.1073/pnas.1919063117

 

LEE Kuo-Sheng, et al. (2019) “Functional Synaptic Architecture of Callosal Inputs in Mouse Primary Visual Cortex” Neuron 101 (3): 421-428.  https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.12.005

PAZ Rony, et al. (2019) “A Tradeoff in the Neural Code across Regions and Species” Cell 176 (3): 597-609.e18.  Doi: 10.1016 / j.cell.2018.12.032

PIETRASANTA Marta, et al. (2012) “El cuerpo calloso y la corteza visual: la plasticidad es un juego de a dos” Neural Plasticity 2012 (7): 838672 http://dx.doi.org/10.1155/2012/838672

 

TYE Kay, et al. (2018) “Organization of Valence-Encoding and Projection-Defined Neurons in the Basolateral Amygdala” En Cell Reports 22 (4) Pp. 905-918.    https://doi.org/10.1016/j.celrep.2017.12.097

 

WANG Xiao-Jing, et al. (2018) “Inter-areal Balanced Amplification Enhances Signal Propagation in a Large-Scale Ciecuit Model of the Primate Cortex” En Neuron, 98 (1) Pp. 222-234 e8.  https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.02.031