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Nueva teoría matemática sobre el Cerebro

Leído el 27.03.2010 en Cordis

La integración funcional de todas las zonas que componen el cerebro y los principios que determinan esas interacciones neuronales siguen siendo un misterio. Al menos así era hasta que el Dr. Karl Friston, del Wellcome Trust Centre for Neuroimaging,  presentó su trabajo que podría revolucionar la investigación sobre el cerebro.

La comunidad científica lleva décadas tratando de elaborar un mapa preciso del cerebro por medio de técnicas invasivas de disección y también técnicas de visualización y tratamiento de imagen como la resonancia magnética (RM), las radiografías y las exploraciones mediante tomografía axial computerizada (TAC). En la actualidad se posee un conocimiento más preciso de las características físicas de las distintas zonas del cerebro humano, pero no mucho más

El 16 de Marzo d 2010 fué presentada una ley matemática acerca de la posibilidad de crear una gran teoría unificada del cerebro. Una teoría unificadora que consistiera en una ecuación simple, la que ayudaría a desentrañar los enigmas que subyacen a los trastornos neurogenéticos, varias enfermedades y el modo en que los seres humanos aprenden y deciden. Cerca del 35% de todas las enfermedades que afectan a los organismos humanos tienen su origen en el cerebro.

La UE destinó más de 400 millones de euros en el tratamiento de trastornos y enfermedades cerebrales degenerativas sólo en el 2009. El conocimiento del cerebro ayudará a la comunidad científica a encontrar formas de tratar enfermedades. Los beneficios de dicha teoría repercutirían no sólo en la gente, sino también en la financiación comunitaria para investigación sobre el cerebro.

LA TEORÍA:
«Se trata de un modelo fundamental del cerebro. Afirma que la acción y la percepción, según el principio de la energía libre, están orientadas hacia la optimización de la actividad neuronal y neuromuscular para eliminar errores de predicción en relación con la energía libre basándose en modelos generativos de datos sensoriales. En esencia, la energía libre es un mecanismo por el que se producen errores en las predicciones. Esta energía se puede utilizar en un sistema una vez se ha eliminado la energía desaprovechada del mismo. Se fundamenta en la teoría del cerebro bayesiano, según la cual el cerebro funciona conforme a un principio de probabilidades por el que realiza predicciones sobre el mundo constantemente y las actualiza de acuerdo con lo que percibe.

Es un sueño hecho realidad, porque al fin contamos con una teoría con la que trabajar y tratar de observar lo que sucede en el cerebro», aseguró el Dr. Thierry Metens del Departamento de Radiología del Hospital Erasmo, perteneciente a la Universidad Libre de Bruselas; el Dr. Metens fué uno de los asistentes a la  STOA (Evaluación de Opciones Científicas y Tecnológicas) del Parlamento Europeo que organizó una conferencia con ocasión de la Brain Awareness Week («Semana de concienciación sobre el cerebro»).

«En aquel instante pensé "eureka"», comentó el profesor Friston en alusión al momento en el que fue consciente de las posibilidades de su teoría. «Desde la acción a la percepción, todo se fundamenta en reducir al mínimo la energía libre. El reto consiste en comprender el acoplamiento y la integración de la zona cerebral.»

Aparte de la acción y la percepción, la minimización de la energía libre tiene implicaciones para el aprendizaje, el desarrollo neuronal y la evolución.

«La homeostasis nos mantiene con vida. Nosotros nos mantenemos vivos reduciendo al mínimo el factor sorpresa de nuestro entorno», añadió el profesor Friston.

Un ejemplo:
los miles de estorninos que llegan a juntarse en una bandada de estas aves se mueven como si de una masa única se tratase organizándose para minimizar cualquier suceso inesperado o sorpresa. Las aves son incapaces de medir la sorpresa, pero sí que pueden medir la energía libre, la cual, según la teoría de Friston, siempre es mayor que la sorpresa. Por tanto, las aves siempre reducen al mínimo la energía libre para que errores leves provoquen tan sólo pequeñas sorpresas. Leamos más...

Vía Cordis
Via Belgian Brain Council donde ofrece una conferencia (Video y ppt) sobre el tema y otros tópicos.

3 Comentarios:

Jesús Zamora Bonilla dijo...

Estas teorías me parecen muy bien, pero les encuentro una carencia significativa: en principio, valen para cualquier cerebro, tanto el de una hormiga, como el de un gato, como el de un humano, de manera que las peculiaridades de la cognición humana serían, en principio, imposibles de explicar por una teoría así. ¿O no?

José Carlos Maguiña M. dijo...

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De acuerdo Jesús. Aunque la carencia es temporal; todo depende de encontrar la manera creativa de comprobar dichas teorías al cerebro humano y que no sean invasivas. Las nuevas tecnologías de resonancia, imágenes, nanotecnología, etc. tal vez lo permitan en algunos años. Gracias a aquellos animales inferiores que mencionas y a otros como ratas, delfines, babosas y octopus; -entre otros ancestros evolutivos- es que ahora podemos vislumbrar una pequeña revolución (otra) que cambie bastante nuestra percepción de casi todo, especialmente nuestra autopercepción. Veremos.

Gracias por tu opinión Jesús, y otra vez; este grumete no se amilana ante los chubascos a bordo de vuestra nave estimado capitán. JC.

JORGE VILLARREAL dijo...

Que bein estos temas, les recomiendo un blog donde ultimamente se están colocando artículos sobre el cerebro y su papel en el aprendizaje. Puede ser que puedan compartir cosas. La dirección es http://ensenanzahumana.blogspot.com/.
Un abrazo. Jorge