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La dinámica de las turbulencias del cerebro humano podría revolucionar la comprensión de su funcionalidad

Según un nuevo trabajo, publicado el 8 de diciembre en Cell Reports, por Gustavo Deco, director del Centro Cerebro y Cognición y Morten L Kringelbach, investigador del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford (Reino Uni

Universitat Pompeu Fabra - Barcelona

Research News

La mayoría de las personas conocen las turbulencias principalmente por la experiencia de volar en un avión. Sin embargo, la turbulencia es una característica fundamental de la naturaleza y se encuentra en todas partes, desde ríos hasta galaxias.

La dinámica de la turbulenta es difícil de capturar en una imagen estática. Aún así, Leonardo da Vinci hizo todo lo posible por identificar el orden subyacente de este fenómeno que él observaba en los remolinos que aleatoriamente se formaban en el agua. De hecho, le fascinó tratar de comprender y describir los principios generadores que regían en una dinámica tan complicada. Tanto es así que acuñó la frase "turbulenza" que procede de la palabra multitudes del latín: "turba". Esta misma idea fue el inicio de siglos de investigación sobre las turbulencias. A través de los trabajos de gigantes de la física y las matemáticas modernas como Andrey Kolmogorov, Yosihiki Kuramoto y Werner Heisenberg se ha logrado establecer algunos de los principios organizadores de las turbulencias. Heisenberg dijo: "Cuando me encuentre con Dios, le haré dos preguntas: ¿Por qué la relatividad? ¿Y por qué la turbulencia? Realmente creo que Dios tendrá una respuesta para la primera".

El artículo: "Dinámica de las turbulencias en el cerebro humano" que publica la principal revista de acceso abierto Cell Reports, el lunes 8 de diciembre de 2020, se centra en caracterizar e identificar las turbulencias que se producen en el cerebro humano.

Este trabajo ha sido el fruto de una colaboración internacional entre el Centro de Cerebro y Cognición (CBC) de la Universidad Pompeu Fabra, el Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y el Centro de Música en el Cerebro de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), a cargo de los investigadores Gustavo Deco (ICREA-DTIC) y Morten L Kringelbach, quienes han descubierto dinámicas turbulentas en el cerebro humano mediante técnicas de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) en una muestra de más de 1.000 participantes.

Las turbulencicas como principio organizador fundamental de los sistemas físicos

Gustavo Deco, ha afirmado: "Investigaciones anteriores han demostrado que la turbulencia es la forma óptima de hacer que la energía fluya en cascada a través del espacio-tiempo a muchas escalas, lo cual no es solo un fenómeno visualmente agradable sino también un principio organizador fundamental de los sistemas físicos.

Prosigue Deco: "También se ha demostrado que la física de las turbulencias tiene aplicaciones prácticas importantes, por ejemplo, desde la mejora de plantas químicas hasta aviones y molinos de viento. Nuestros resultados revelan una forma novedosa de analizar y modelar la dinámica de todo el cerebro. Esta nueva aproximación sugiere la existencia de una dinámica de tipo turbulento como eje vertebrador de la comunicación de las redes neuronales a gran escala. Este nuevo conocimiento podría revolucionar nuestra comprensión de la función cerebral".

Morten L. Kringelbach, coautor del trabajo, añade: "Nuestro hallazgo proporciona un marco innovador y sólido para poder ser utilizado como nuevos biomarcadores de enfermedades neuropsiquiátricas. En los próximos años, este marco teórico podría conducir a intervenciones novedosas que podrían mejorar la salud mental de muchas personas, especialmente después de esta turbulenta pandemia".

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