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Una nueva investigación realizada por la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard ha descubierto un modelo de replicación de pliegues cerebrales que puede ayudar a los científicos a comprender mejor el funcionamiento interno del cerebro. A través de la replicación 3D de los pliegues del cerebro humano, el equipo de investigación demostró que, aunque existen múltiples procesos moleculares que en última instancia determinan los eventos celulares, la causa real de los pliegues cerebrales es esencialmente una inestabilidad mecánica que se ha relacionado con el pandeo.
Los investigadores crearon un modelo de gel, una réplica tridimensional de un cerebro fetal liso mediante imágenes de resonancia magnética. La superficie del modelo estaba recubierta con una capa de gel elastómero, que actuaba como análogo de la corteza. Para imitar la expansión cortical, el cerebro modelo se sumergió en un disolvente que se absorbió en la capa más externa, lo que provocó una hinchazón en relación con las regiones más profundas del cerebro en gel. En cuestión de minutos después de la inmersión en el disolvente líquido, la compresión dio como resultado la formación de pliegues en el modelo, similares en forma y tamaño a los pliegues del cerebro real.
Incluso los investigadores quedaron impresionados con las similitudes entre el cerebro de gel y el cerebro humano real. Jun Chung, becario postdoctoral y coautor del artículo, dijo: "Cuando puse el modelo en el disolvente supe que debería haber plegado, pero nunca esperé ese tipo de patrón tan cercano en comparación con el cerebro humano". Continuó diciendo: "Parece un cerebro humano real".
La relevancia y la clave de esas similitudes reside en la forma única del cerebro humano. Chung afirma: "La geometría del cerebro es realmente importante porque sirve para orientar los pliegues en determinadas direcciones". Las afirmaciones de Chung son que su modelo, que en una escala geométrica grande es igual a un cerebro humano real, tenía la misma curvatura, lo que llevó a la formación de pliegues que se parecían mucho a los de un cerebro fetal real.
Hay muchas formas de racionalizar los pliegues del cerebro humano desde una perspectiva evolutiva. Por ejemplo, alguna vez se creyó que los cerebros plegados eran el resultado de la evolución de la corteza grande para encajar en un volumen pequeño con el beneficio de disminuir la longitud del cableado neuronal y, por lo tanto, mejorar la función cognitiva.
Lo que hasta ahora no se había explicado era cómo se pliega el cerebro. A lo largo de muchos años de estudio se han propuesto muchas hipótesis. Sin embargo, ninguno de estos desarrollos se ha utilizado directamente para generar predicciones comprobables. Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Científicos Aplicados John A. Paulson de Harvard, en colaboración con científicos de Francia y Finlandia, han podido demostrar que la causa última de los pliegues cerebrales es el resultado de una simple inestabilidad mecánica que probablemente sea una resultado del pandeo.
El cerebro no será exactamente igual en todos los humanos, pero todos los cerebros deben presentar los mismos pliegues principales, lo que indica buena salud. Esta investigación muestra que si la geometría global del cerebro se interrumpe, o una parte no madura/crece adecuadamente, entonces los pliegues principales podrían no estar presentes donde deberían; lo que puede conducir a una disfunción del cerebro. Este estudio ayuda a los científicos a comprender mejor los pliegues del cerebro con mayor profundidad, lo que puede ayudar a desbloquear el funcionamiento más interno del cerebro humano y, en última instancia, podría explicar algunos trastornos cerebrales.
Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard. (2016, 1 de febrero). Una nueva investigación replica un cerebro humano plegable en 3D: el estudio fundamenta un marco mecánico simple de cómo se pliega el cerebro humano. Ciencia diaria . Obtenido el 2 de febrero de 2016 de www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160201122842.htm
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