La complejidad del cerebro, especialmente en tareas como la memoria espacial, podría ser más sencilla de lo que se pensaba, según un estudio publicado en la revista eLife.
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Un equipo liderado por el físico Emilio Kropff, del CONICET y la Fundación Instituto Leloir, propone usar “atractores flexibles” para estudiar el funcionamiento del GPS cerebral.
Una hipótesis revolucionaria
El estudio plantea que tareas complejas, como la memoria espacial, podrían realizarse con redes neuronales mucho más simples de lo estimado. Este enfoque no solo simplifica los modelos computacionales que emulan las funciones cerebrales, sino que también redefine la concepción actual sobre los circuitos responsables de esta habilidad clave en mamíferos.
Con la física Sabrina Benas como primera autora, en el nuevo artículo el grupo liderado por Kropff se preguntó sobre la relación entre la arquitectura de la red neuronal y la forma de los atractores, que pueden tener distintas dimensiones. “Nuestra hipótesis de atractores flexibles reduce mucho la complejidad que necesitaría tener la arquitectura de redes neuronales como las del GPS, y vuelve más fácil de entender y estudiar su formación”, explicó Emilio Kropff, investigador principal del estudio.
El concepto de atractores implica que el cerebro reproduce estados específicos de actividad neuronal para consolidar memorias. Por ejemplo, si un evento activa ciertas neuronas, volver a activarlas permite recuperar la memoria de ese evento, explicó Kropff.
Redes neuronales y flexibilidad
El trabajo analiza cómo la estructura de las redes neuronales afecta la capacidad de almacenar distintos tipos de memorias: desde una película (memoria continua) hasta espacios abiertos como una plaza (memoria bidimensional).
Los hallazgos clave del estudio son:
- Las arquitecturas neuronales sencillas pueden almacenar memorias complejas.
- Los atractores flexibles permiten representar diferentes tipos de información sin requerir redes específicas para cada una.
- Este modelo simplificado facilita la representación espacial en dos dimensiones, un avance crucial en el estudio de las grid cells, neuronas clave del GPS cerebral.
Implicancias futuras de la investigación sobre el GPS del cerebro
El estudio utilizó simulaciones computacionales y contó con la colaboración de la topóloga Ximena Fernández, quien validó que las redes simples podían generar representaciones equivalentes a modelos complejos. Según Kropff, “entender los mecanismos por los cuales los mamíferos nos orientamos en el espacio puede servir, en un futuro, para el diseño de artefactos que se orientan solos”.
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Estos avances no solo enriquecen el conocimiento sobre la orientación espacial en mamíferos, sino que abren la puerta a aplicaciones tecnológicas en robótica y dispositivos autónomos.
