El estudio define un nuevo paradigma neurocientífico (modelo sinérgico), que permite comprender mejor la complejidad de las interacciones entre cerebro, cuerpo y medio ambiente y allana el camino para poder integrar diferentes niveles de enfermedades cerebrales.
¿Cómo interactúa nuestro cerebro con nuestro cuerpo y cómo su funcionamiento está condicionado por las condiciones físicas y ambientales?
A pesar de los importantes avances en neurociencia, estas preguntas siguen en gran medida sin respuesta. Ante este desafío, un estudio reciente define un nuevo paradigma neurocientífico (el modelo sinérgico), que permite comprender mejor la complejidad de las interacciones entre cerebro, cuerpo y medio ambiente y allana el camino para poder integrar diferentes niveles de enfermedades cerebrales, realizar diagnósticos más precisos y sobre todo personalizados de diversas enfermedades cerebrales, e identificar nuevos tratamientos que se ajusten mejor a las necesidades específicas de cada paciente.
Como su nombre indica, el marco sinérgico se caracteriza por buscar la dinámica de los diferentes niveles de funcionamiento cerebral. Su combinación da lugar a un marco de análisis nuevo, más preciso y más rico para comprender la dinámica cerebral. Entre los enfoques que combina el marco sinérgico destaca el modelado semiempírico de mecanismos biofísicos. Se considera el funcionamiento cerebral de manera holística y se abordan los mecanismos de orquestación de diferentes regiones con base en modelos matemáticos y computacionales. Este modelo conecta también con una perspectiva naturalista, que aborda la cognición y el comportamiento humanos teniendo en cuenta cómo están condicionados por el entorno natural y ambiental.
Gustavo Deco: "Este nuevo enfoque teórico proporciona herramientas muy concretas y precisas, como el uso de la reducción de dimensionalidad para comprender la autoorganización de cualquier sistema macroscópico complejo, como el cerebro, que comprende muchos subsistemas que interactúan no lineales"
El modelo sinérgico se analiza en detalle en el artículo: “Un giro sinérgico en la neurociencia cognitiva de las enfermedades cerebrales”, publicado recientemente y destacado como una revisión destacada en la revista Trends in Cognitive Sciences. El investigador principal del estudio y coautor del artículo es Gustavo Deco (UPF, ICREA), director del grupo de Neurociencia Computacional del Centro de Cerebro y Cognición (CBC) de la UPF. El autor principal del artículo es Agustín Ibáñez, director del Instituto Latinoamericano de Salud Cerebral (BrainLat) de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI, Chile), vinculado también a muchos otros centros de investigación de la Universidad de California, la Universidad de San Andrés. (Buenos Aires), la Universidad de Oxford (Reino Unido) y el Trinity College de Dublín. Otro coautor es Morten L. Kringelbach , director del Centro para la Eudaimonia y el Florecimiento Humano vinculado al Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford y al centro Music in Brain de la Universidad de Aarhus.
Como explican los investigadores, el nuevo paradigma sinérgico ayuda a aclarar las complejas interacciones entre la estructura jerárquica del cerebro y sus funciones cognitivas, sobre las cuales aún se desconoce mucho en el campo de la neurociencia. En este sentido, puede arrojar luz sobre los mecanismos neuronales específicos que subyacen a determinados procesos cognitivos.
El nuevo modelo permitirá comprender mejor las enfermedades cerebrales
En opinión de Agustín Ibáñez, “este modelo nos permite integrar múltiples datos aparentemente discrepantes en un modelo de baja dimensionalidad que proporciona una comprensión más relevante para la neurociencia cognitiva y las enfermedades cerebrales. A su vez, propone un marco sistémico específico para abordar los desafíos críticos actuales de comprender las enfermedades cerebrales”.
Para Gustavo Deco, por su parte, “este nuevo enfoque teórico proporciona herramientas muy concretas y precisas, como el uso de la reducción de la dimensionalidad para comprender la autoorganización de cualquier sistema macroscópico complejo, como el cerebro, que comprende muchos subsistemas que interactúan no lineales. La autoorganización de esta descripción múltiple de la dinámica compleja original depende de parámetros de control externos, incluidos los flujos de energía dentro del sistema y el entorno externo. Otro factor importante es el análisis termodinámico que permite conceptualizar y analizar la orquestación jerárquica de la dinámica temporal-espacial del cerebro. Esto permitirá una comprensión y un tratamiento más completo y productivo de las enfermedades cerebrales en beneficio de la neurología y la psiquiatría”.
Será posible comprender mejor las características específicas del cerebro de cada persona
Gracias al marco sinérgico, será posible comprender y abordar mejor la diversidad y heterogeneidad de los rasgos cerebrales observables que caracterizan a cada persona (fenotipos). Esto permitirá tener una visión más completa y precisa de las causas de las enfermedades cerebrales en cada paciente individual y allanará el camino para diseñar terapias y tratamientos más personalizados. Otra característica fundamental de este nuevo marco de análisis es que integra en uno solo diferentes modelos de diagnóstico existentes (lo que lo convierte en un modelo transdiagnóstico). Esto contribuye a superar los enfoques de investigación fragmentados que han prevalecido hasta ahora en el campo de las neurociencias y dificultan identificar las causas de las enfermedades psiquiátricas o neurológicas, más allá de sus síntomas o manifestaciones patológicas. Con el nuevo paradigma sinérgico es posible determinar los mecanismos que subyacen a cada enfermedad e incluso determinar mecanismos fisiopatológicos compartidos entre diferentes trastornos psiquiátricos y neurológicos.
Cómo los factores ambientales condicionan la actividad cerebral, se estudiará con mayor precisión
Finalmente, el nuevo paradigma incluye marcos naturalistas y analiza cómo los factores sociales y ambientales condicionan la actividad cerebral. A modo de ejemplo, los factores externos que pueden influir en la dinámica cerebral incluyen los niveles de contaminación, la disponibilidad o falta de espacios verdes, la densidad de los entornos urbanos, el nivel de desigualdad estructural, etc. Teniendo en cuenta estos factores ambientales, el modelo sinérgico contribuye a superar la falta de estrategias actuales en el campo de la neurociencia para analizar globalmente el funcionamiento del cerebro, especialmente para comprender las causas subyacentes de diferentes enfermedades.