Health Spain León, León, Friday, July 11 of 2008, 16:06

"Los modelos matemáticos del cerebro están adaptados a las preguntas que se quieren resolver"

Gonzalo García de Polavieja, científico titular del Instituto Cajal (CSIC)

IGC/DICYT ¿Cómo funciona y se estructura el cerebro? es una pregunta para la que de momento la ciencia no puede aportar una solución completa. En las aproximaciones a su respuesta son determinantes tanto las técnicas de observación del sistema nervioso (resonancias, microscopía) como los análisis matemáticos aplicados a elaborar modelos del cerebro. Estos modelos se pueden utilizar para experimentar nuevos fármacos o en aplicaciones industriales. Sin embargo, "no hay un modelo que resuelva todas las preguntas" asegura Gonzalo García de Polavieja, científico del CSIC experto en Biología Matemática y Neurociencia. El investigador ha ofrecido hoy una conferencia sobre los modelos cuantitativos del cerebro en el III Congreso Interuniversitario de Biotecnología, que finaliza mañana en León.

 

La formación de García de Polavieja procede de la Física Teórica (se doctoró en Ciencias Físicas en la Universidad de Oxford con una beca Marie Curie), pero aplica este conocimiento al análisis del cerebro(realizó una estancia postdoctoral en Neurociencias en la Universidad de Cambridge con una beca Well Trust en Biología Matemática). "Combinamos experimentos y teoría para tener una visión cuantitativa del sistema nervioso", explica el científico a DiCYT. "A partir de datos obtenidos por electrofisiología o resonancia magnética nuclear se pueden obtener datos del funcionamiento del cerebro, pero hay que interpretarlos", argumenta García de Polavieja. Para este análisis, para "darles sentido", utiliza las matemáticas.

 

"En Neurociencia es necesario tanto aplicar métodos matemáticos a la Biología como desarrollar nuevas ténicas para observar el cerebro y obtener datos de su comportamiento", considera el investigador. En su grupo de trabajo del Insituto Cajal han adaptado ténicas de ingeniería al estudio de la estructura del sistema nervioso, mediante las que han comprobado que la estructura neuronal de un nematodo sencillo (con unas 300 neuronas) es similar a la estructura con la que se fabrica un chip electrónico: "para fabricar un chip se necesita que las vías de comunicación no san muy largas, porque habría disipación de energía", comenta García de Polavieja. Pues en este nematodo "neuronas se colocan de tal forma que minimizan la cantidad de cable, como los chips electrónicos".

 

Nuevas técnicas

 

La aplicación de las Matemáticas y la Ingeniería también permite averiguar qué centralitas y tipos de procesamientos ocurren en el cerebro, según el experto, para quien "hay mayor traslado de conocimiento de las Matemáticas y la Ingeniería a la Biología, pero ésta es la que propone los problemas a resolver". En cuanto a la elaboración de un modelo matemático que reproduzca el funcionamiento del cerebro, García de Polavieja responde que es algo "tremendamente complejo", ya que hoy día "no sabemos siquiera la conectividad real entre neuronas". Según el investigador del CSIC "los modelos están adaptados a la pregunta que se quiere resolver. Lo que podemos hacer hoy día es adecuar la pregunta al modelo. No existe un modelo mágico que resuelva todas las preguntas".

 

Hay preguntas más complejas para las cuales se requieren modelos muy sofisticados, por lo que, en esos casos, "se utilizan superordenadores para cálculo neuronal". Para García de Polavieja, el avance en el conocimiento del funcionamiento y estructura del cerebro requiere tanto de nuevas técnicas de observación como de el desarrollo de técnicas de análisis matemático de los datos obtenidos. En este sentido el experto ha destacado la aplicación de nuevas técnicas genéticas (como la expresión estocástica de tres colores en las neuronas) y de tinciones, unidas a avances en microscopía como la microscopía de dos fotones.