Neurofísica de funciones cognitivas y su distribución en el cerebro

Fecha: viernes 8 de Abril de 2022.
Hora: 12:30h.
Lugar: aula F-1 (Facultad de Ciencias, edificio de Física). La conferencia también podrá seguirse online en Google Meet.

Ponente: Prof. Jorge Mejías, Computational Neuroscience Lab, Universidad de Amsterdam.

Nuestro cerebro realiza funciones cognitivas de gran importancia para nuestra vida diaria –desde recordar la dirección de nuestra casa a decidir en qué momento cruzar la calle. Tradicionalmente, funciones como la memoria de trabajo (un tipo concreto de memoria a corto plazo) o la integración multisensorial se han estudiado asociando cada una de estas funciones con áreas específicas del cerebro, en particular con el córtex prefrontal y parietal respectivamente. Sin embargo, estudios recientes sugieren que las funciones cognitivas emergen de la interacción de múltiples regiones cerebrales, no de la dinámica de simples áreas especializadas. La forma con la que áreas a lo largo y ancho del cerebro puedan coordinarse para dar lugar a la emergencia de estas funciones cognitivas es aún un misterio, ya que la mayoría de teorías vigentes no consideran un enfoque distributivo. En esta charla, presentaré algunos resultados recientes que usan modelos teóricos y computacionales del ámbito de la neurofísica para proponer algunas soluciones a estos dilemas. En la primera parte de la charla, expondré cómo los mecanismos clásicos de memoria de trabajo, basados desde un punto de vista físico en una dinámica de atractores, pueden extenderse para explicar la emergencia de memoria de trabajo distribuida, observada en estudios recientes. Nuestros modelos predicen una memoria de trabajo más robusta (frente a ruido, distracciones o lesiones) que los modelos tradicionales, y más en línea con la evidencia experimental. En la segunda parte, exploraré la idea de que la integración de información procedente de múltiples sentidos no ocurre en áreas cerebrales predeterminadas. Por el contrario, nuestros modelos predicen que las condiciones especificas del entorno o del individuo (como el nivel de ruido o luminosidad del ambiente, estado mental, etc) pueden determinar de forma flexible qué regiones cerebrales concretas integran las señales procedentes de nuestros sentidos. Ambos resultados apuntan a que los procesos mentales asociados con la memoria y la percepción están distribuidos a lo largo de complejas redes neuronales a gran escala, constituidas por circuitos heterogéneos y altamente no lineales.

Dentro del Ciclo Fronteras de la física.