jueves 27/1/22

Una investigación logra predecir el comportamiento de las redes neuronales

La investigación de la Universidad de Oviedo puede resultar de utilidad en el diseño de fármacos para enfermedades como la epilepsia, la esclerosis múltiple, la esclerosis lateral amiotrófica, el párkinson o el alzhéimer.

cerebro

Una investigación liderada por la Universidad de Oviedo ha conseguido predecir, en cultivos celulares, el desarrollo y comportamiento de las redes neuronales, lo que puede resultar de utilidad en el diseño de fármacos para enfermedades como la epilepsia, la esclerosis múltiple, la esclerosis lateral amiotrófica, el párkinson o el alzhéimer.

El trabajo, publicado recientemente en la revista Scientific Reports, del Grupo Nature, explica que el cerebro de los mamíferos posee en el momento del nacimiento redes neuronales inmaduras, que se modifican a lo largo del desarrollo hasta lograr su funcionalidad definitiva, en un proceso que es conocido como maduración de los circuitos neuronales.

Los investigadores han llegado a esta conclusión tras analizar la evolución de la actividad eléctrica de neuronas corticales de ratón que se desarrollan en vitro, ha explicado la institución académica asturiana en un comunicado.

Para ello, los científicos emplearon un novedoso enfoque metodológico que combina la utilización de microchips, que han permitido registrar la actividad eléctrica neuronal, y técnicas de "machine learning" de análisis de datos.

La conjunción de ambos procedimientos ha permitido concluir que los patrones iniciales de la actividad eléctrica neuronal pueden predeterminar la actividad de las redes neuronales maduras.

Antonello Novelli, profesor de la Facultad de Psicología y firmante del artículo, ha destacado que los resultados del estudio demuestran que es posible conocer cómo serán las conexiones definitivas entre neuronas en cultivo en el laboratorio a partir de sus primeras fases de desarrollo.

"Hemos comprobado que, si bien existe variabilidad en los parámetros electrofisiológicos entre los distintos cultivos, es posible predecir en gran parte la evolución de la actividad eléctrica de estos cultivos en las diferentes etapas de su desarrollo", ha subrayado.

El profesor Novelli ha sugerido que estas técnicas se podrían aplicar en el estudio de neurofármacos para patologías como la epilepsia o enfermedades inflamatorias o neurodegenerativas.

Además, la predicción de los valores que alcanzará la respuesta neuronal en una experimentación permitirá aumentar la precisión en la interpretación de los resultados que se obtendrán en cada experimento.

Aunque el estudio no entra a analizar este extremo, Novelli ha afirmado que este hallazgo nos acerca un poco más a la medicina personalizada, un campo cada vez más estudiado y con un gran futuro.

"Todos los seres humanos somos diferentes y los patrones de desarrollo de una hipotética enfermedad también difieren en función de cada individuo. En el futuro, podría predecirse el avance de la enfermedad y su comportamiento y definir biomarcadores personalizados que nos permitieran utilizar fármacos específicos para obtener la mejor respuesta al tratamiento”, ha recalcado Novelli, quien ha apuntado otra posible aplicación en el campo de los trastornos del espectro autista (TEA).

"Hoy sabemos que no todos los niños con TEA consiguen desarrollar las mismas capacidades. Es posible que en un futuro podamos predecir también las posibilidades de desarrollo de las capacidades de cada niño en función de la evolución de sus patrones electroencefalográficos", ha explicado al respecto.

Para llevar a cabo este trabajo, los investigadores clasificaron la actividad espontánea de las neuronas corticales en cultivo en base a 18 parámetros electrofisiológicos relacionados con variables particularmente relevantes de la actividad neuronal. 

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