Traducido por el equipo de Sott.net

Un científico de la EPFL ha identificado los signos de actividad cerebral que conforman nuestra huella dactilar cerebral, que, al igual que nuestra huella dactilar habitual, es única.
Dimitri Van De Ville and Enrico Amico

"Pienso en ello todos los días y sueño con ello de noche. Ha sido toda mi vida desde hace cinco años", dice Enrico Amico, científico y miembro de la SNSF Ambizione en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Médicas de la EPFL y en el Centro de Neuroprótesis de la EPFL. Habla de su investigación sobre el cerebro humano en general, y sobre las huellas cerebrales en particular. Aprendió que cada uno de nosotros tiene una "huella digital" cerebral y que esta huella cambia constantemente con el tiempo. Sus hallazgos acaban de publicarse en Science Advances.
"Mi investigación examina las redes y conexiones dentro del cerebro, y especialmente los vínculos entre las diferentes áreas, con el fin de obtener una mayor comprensión de cómo funcionan las cosas", dice Amico. "Lo hacemos en gran medida utilizando escáneres de resonancia magnética, que miden la actividad cerebral durante un periodo de tiempo determinado". Su grupo de investigación procesa las exploraciones para generar gráficos, representados como matrices de colores, que resumen la actividad cerebral de un sujeto. Este tipo de técnica de modelado se conoce en los círculos científicos como neurociencia de redes o conectómica cerebral. "Toda la información que necesitamos está en estos gráficos, que se conocen comúnmente como "conectomas cerebrales funcionales". El conectoma es un mapa de la red neuronal. Nos informan de lo que los sujetos estaban haciendo durante su resonancia magnética: si estaban descansando o realizando otras tareas, por ejemplo. Nuestros conectomas cambian en función de la actividad que se realizaba y de las partes del cerebro que se utilizaban", dice Amico.
Basta con dos escaneos

Hace unos años, los neurocientíficos de la Universidad de Yale que estudiaban estos conectomas descubrieron que cada uno de nosotros tiene una huella cerebral única. Comparando los gráficos generados a partir de resonancias magnéticas de los mismos sujetos tomadas con unos días de diferencia, fueron capaces de emparejar correctamente los dos escaneos de un determinado sujeto casi el 95% de las veces. En otras palabras, pudieron identificar con precisión a un individuo basándose en su huella cerebral. "Esto es realmente impresionante porque la identificación se hizo utilizando sólo conectomas funcionales, que son esencialmente conjuntos de puntuaciones de correlación", dice Amico.
brain connectomes.
© EPFL
Mapa de conectomas cerebrales funcionales.
Decidió llevar este hallazgo un paso más allá. En estudios anteriores, las huellas cerebrales se identificaban mediante escáneres de resonancia magnética que duraban varios minutos. Pero se preguntaba si estas huellas podían identificarse después de unos pocos segundos, o si había un momento específico en el que aparecían, y si era así, cuánto duraría ese momento. "Hasta ahora, los neurocientíficos han identificado las huellas cerebrales utilizando dos escáneres de resonancia magnética tomados durante un periodo bastante largo. Pero, ¿realmente aparecen las huellas después de sólo cinco segundos, por ejemplo, o necesitan más tiempo? ¿Y si las huellas de diferentes zonas del cerebro aparecieran en distintos momentos? Nadie sabía la respuesta. Así que probamos diferentes escalas de tiempo para ver qué pasaba", dice Amico.

Una huella cerebral en sólo 1 minuto y 40 segundos

Su grupo de investigación descubrió que siete segundos no eran suficientes para detectar datos útiles, pero sí alrededor de 1 minuto y 40 segundos. "Nos dimos cuenta de que la información necesaria para desplegar una huella cerebral podía obtenerse en periodos de tiempo muy cortos", dice Amico. "No hace falta una resonancia magnética que mida la actividad cerebral durante cinco minutos, por ejemplo. Escalas de tiempo más cortas también podrían funcionar". Su estudio también demostró que las huellas cerebrales más rápidas empiezan a aparecer desde las áreas sensoriales del cerebro, y en particular las relacionadas con el movimiento de los ojos, la percepción visual y la atención visual. Con el paso del tiempo, también las regiones del córtex frontal, asociadas a funciones cognitivas más complejas, empiezan a revelar información única para cada uno.

El siguiente paso será comparar las huellas cerebrales de pacientes sanos con las de los enfermos de Alzheimer. "Según mis hallazgos iniciales, parece que los rasgos que hacen que una huella cerebral sea única van desapareciendo a medida que avanza la enfermedad", dice Amico. "Cada vez es más difícil identificar a las personas basándose en sus conectomas. Es como si una persona con Alzheimer perdiera su identidad cerebral".

En esta línea, las aplicaciones potenciales podrían incluir la detección temprana de afecciones neurológicas en las que las huellas cerebrales desaparecen. La técnica de Amico puede emplearse en pacientes afectados por autismo o ictus, o incluso en sujetos con adicciones a las drogas. "Esto es sólo un pequeño paso más hacia la comprensión de lo que hace que nuestro cerebro sea único: las oportunidades que este conocimiento podría crear son ilimitadas".

Referencia:

D. Van De Ville, Y. Farouj, M. G. Preti, R. Liégeois, E. Amico, "Cuándo te hace único: Temporalidad de la huella cerebral humana", Sci. Adv. 7, eabj0751 (2021).