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Entrevista con el Dr. Gustavo Deco

Fuente: Excodra | Publicado: 10-11-2015
Estoy definitivamente convencido de la estrategia combinada experimental/teórica que explicaba al principio, y en especial la visión holística actual... ya no pensamos más en forma localizacionista... una neurona, un área haciendo, codificando algo específico, sino, que "redes", incluso posiblemente todo el cerebro, está involucrado en cada una de nuestras funciones más elementales...
Derechos: Response of the whole-brain network. Ponce-Alvarez A, He BJ, Hagmann P, Deco G (2015) Task-Driven Activity Reduces the Cortical Activity Space of the Brain: Experiment and Whole-Brain Modeling. PLoS Comput Biol 11(8).
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Apreciado Gustavo, los campos del conocimiento en los que te desenvuelves son admirables, nada más y nada menos que tratando de comprender la manera en que comprendemos... vuestros trabajos son absolutamente verticales, pasando por lo que sea el pensamiento, el lenguaje, al entorno en el que se desarrolla la cognición hasta sus mecanismos neuronales apoyándoos en modelos matemáticos para su estudio. Es una verdadera gozada, disculpa la expresión. ¿Podrías comentarnos sobre todo esto, sobre la relación del pensamiento, el lenguaje, nuestra biología, la morfología del cerebro, las conexiones neuronales y los modelos matemáticos para estudiar las funciones de nuestro cerebro? A tu gusto, para ponernos en situación.


Quizás lo más importante es señalar que lo que realizamos y buscamos en neurociencia (en ciencia en general) es encontrar los mecanismos subyacentes, en nuestro caso al funcionamiento del cerebro, es decir, a la percepción, cognición, actividad motora, emoción, lenguaje, etc. Para obtener esto se complementan dos tipos de estrategias, a saber: 1) experimental/empírica, muy rica y diversa en neurociencia ya que se puede medir desde la actividad microscópica de unas neuronas, hasta la actividad mesoscópica de miles de neuronas o millones, hasta el nivel macroscópico de todo el cerebro, con MEG, EEG, fMRI, etc., e incluso caracterizar el comportamiento y 2) teórica, es decir, a través del modelado biofísico y matemático de los diferentes componentes, tratar de explicar los correlatos fenomenológicos neuronales de los que estudiamos. Por ejemplo, si estamos interesados en saber cómo el cerebro toma decisiones, hoy en día hay una cantidad abrumante de fenomenología (sabemos qué neuronas y qué áreas cerebrales se activan y cómo durante la toma de decisiones). Sin embargo, esta fenomenología sola, por sí misma, no explica nada y por eso hay que entenderla en el marco de modelos formales que sí nos permiten especular, hipotetizar y testar, teorías mecanicistas de cómo se "computa" en el cerebro la toma de decisiones.


Otro ejemplo, que es muy estudiado en nuestro lab, es la relación y a nivel de todo el cerebro y no relacionado con una función especifica, entre la anatomía subyacente y la función cerebral. Para ello estudiamos el cerebro cuando no hace nada "aparentemente", y tratamos de entender en qué forma la anatomía da lugar a la función. Esto es lo que llamamos conectómica y no es sólo de interés básico sino, que también la estudiamos para entender no sólo el cerebro de la rata, mono y humano sano, sino el del humano enfermo (disease neuropsiquiátrico).


Nuestra capacidad de almacenar -recordar- los diferentes estímulos que activan nuestros sentidos, es decir, nuestra memoria ¿es la base del pensamiento? Coméntanos sobre esto por favor.


Bueno, es una pregunta muy profunda, que sólo puedo responder superficialmente. En principio, nuestras memorias son parte importante (pero no única) de nuestra actividad cerebral. Hay procesos que no requieren la memoria, pero lo que llamamos más superficialmente "pensamientos" sí utiliza memoria. De hecho, las conexiones plásticas entre neuronas en el cerebro cambian minuto a minuto (más allá de lo que llamamos memoria, hábitos, etc.) y al cambiar la anatomía, cambia la función y por ende nosotros o nuestros pensamientos..... ¡somos lo que hacemos!


Sobre la base neurológica de la memoria ¿cómo podemos almacenar, ahí, en nuestras neuronas y sus sinapsis y con nuestra bioquímica, lo vivido, que es, en realidad, lo sentido? Y además, hacer uso de ello, de este recuerdo, después...


Hay varios mecanismos propuestos, pero todos ellos giran alrededor de la idea de que microcircuitos dinámicos almacenan en sus conexiones los estados finales a los que convergen y así dándole un estímulo específico vamos a él y obtenemos esa memoria. Imagínatelo como un paisaje de montañas en la que cada valle es una memoria... al tirar una bola (que emula la dinámica) en ese paisaje, cerca de un valle, la bola caerá naturalmente al valle y eso marca aquel estado de memoria.


¿Y la imaginación, la fantasía, cómo entran en juego en nuestro pensamiento a nivel neuronal?


Son procesos neuronales que afectan a la dinámica percepción/cognición.... no tienen nada de especial...


Muy ligado a todo lo comentado, sobre el lenguaje ¿es sólo un porcentaje de lo que pensamos y podemos exteriorizar o todo lo pensado es mediante el lenguaje...? Por comentar un poco sobre esto...


No lo sabemos... evidentemente hay cosas que comprehendemos sin poder expresarlas en palabras... sin embargo, el lenguaje sí es la base de nuestra forma ordenada de pensar.


Con el proyecto financiado por el National Institutes of Health de EEUU “Ictus, Redes neuronales y Comportamiento”, donde ya sólo su epígrafe impresiona por todas las posibilidades de estudio ¿en qué os estáis centrando para su desarrollo? ¿Qué va a ofrecer este proyecto?


Esto se centra en conectómica, lo que te comentaba en la primera pregunta, es decir, observar globalmente la anatomía y la función del cerebro y ver cómo se relacionan. En el caso normal la actividad de reposo muestra unos patrones standards (que llamamos resting networks). En disease, como por ictus, estos patrones se ven afectados. La idea es definir y estudiar nuevos marcadores conectómicos que nos permitan caracterizar, predecir e incluso diseñar técnicas de rehabilitación más adecuadas. Dado que el cerebro es un sistema dinámico no lineal complejo, su mera observación no es intuitiva, y por lo tanto se necesitan ambos, experimentos y teoría para tener un cuadro completo...


Gustavo, dado el perfil de este portal, entre la ciencia y el arte, quisiera preguntarte cómo sientes que se fundamenta la expresión artística desde el andamiaje cerebral, es decir, desde nuestra estructura neuronal, desde las diferentes secciones de nuestro cerebro -que nosotros establecemos para comprenderlo-. Para dejarte llevar...


Este es un tema apasionante, y que se estudia en neurociencia desde hace relativamente poco. Por qué causa placer el arte, la música... lentamente estamos identificando correlatos neuronales que algún día nos permitirán profundizar sobre el tema. No es mi especialidad (sí mi interés)... refiero aquí a libros/artículos como los de Zeki en Londres o Roberto Zatorre en Montreal...


Por último me gustaría preguntarte hacia dónde consideras que tiende ahora mismo el saber sobre el entendimiento humano, a nivel de la neurociencia, las diferentes vías de estudio que piensas que más pueden enriquecer nuestros conocimientos sobre qué sea el pensamiento.


Estoy definitivamente convencido de la estrategia combinada experimental/teórica que explicaba al principio, y en especial la visión holística actual... ya no pensamos más en forma localizacionista... una neurona, un área haciendo, codificando algo específico, sino, que "redes", incluso posiblemente todo el cerebro, está involucrado en cada una de nuestras funciones más elementales...


 

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Gustavo Deco

Gustavo Deco

Gustavo Deco is Research Professor at the Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA) and Professor (Catedrático) at the Pompeu Fabra University (UPF) where he leads the Computational Neuroscience group. He is also Director of the Center of Brain and Cognition (UPF). In 1987 he received his PhD in Physics for his thesis on Relativistic Atomic Collisions. In 1987, he was a postdoc at the University of Bordeaux in France. From 1988 to 1990, he obtained a postdoc of the Alexander von Humboldt Foundation at the University of Giessen in Germany. From 1990 to 2003, he lead the Computational Neuroscience Group at Siemens Corporate Research Center in Munich, Germany. He obtained in 1997 his Habilitation (maximal academical degree in Germany) in Computer Science (Dr. rer. nat. habil.) at the Technical University of Munich for his thesis on Neural Learning. In 2001, he received his PhD in Psychology at the Ludwig-Maximilians-University of Munich.

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