¿Por qué el cerebro humano exhibe mayor inteligencia?

Un nuevo estudio de neurocientíficos del MIT puede ayudar a explicar el poder de la computación humana.

Fuente: ktsdesign / BigStockPhoto

Un estudio innovador de neurociencia representa un avance en la comprensión de la biofísica de la potencia de cálculo del cerebro. En un estudio de investigación reciente publicado el 18 de octubre de 2018 en Cell , un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y el Hospital General de Massachusetts descubrieron distintas características de la neurona humana que podrían ayudar a explicar por qué los cerebros humanos son más poderosos que otros. especies.

La corteza humana es generalmente la más gruesa entre los mamíferos, lo que indica que las neuronas humanas tienen dendritas bastante alargadas y compartimentadas. Las dendritas son las ramas largas que se extienden desde una neurona que funciona como portadora de señales eléctricas desde la sinapsis (el espacio entre el extremo de las células nerviosas) hasta el cuerpo celular de la neurona. En el estudio, los científicos observaron la forma única en que las señales eléctricas son manejadas por las dendritas de las neuronas humanas en comparación con las neuronas de roedores.

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Una gran parte del desafío de la investigación neurocientífica es la disponibilidad de tejido humano para la experimentación, por lo que la investigación se realiza principalmente en roedores de laboratorio. Por lo tanto, es inusual cuando se realiza un estudio de investigación en tejido cerebral humano. En el estudio, los neurocientíficos utilizaron tejido cerebral humano real ex vivo , además de muestras de roedores.

Estos investigadores utilizaron el subproducto cerebral del tratamiento quirúrgico para los pacientes epilépticos: el tejido cerebral sano que se tuvo que extraer para que los cirujanos pudieran acceder a la parte enferma. Los neurocientíficos probaron la actividad eléctrica de las dendritas de estas pequeñas porciones de la corteza humana del lóbulo temporal anterior de tejido no patológico de pacientes epilépticos y la compararon con las dendritas de roedores.

En la investigación, el equipo de científicos descubrió que cuando se inyecta una corriente eléctrica en las dendritas humanas, existe una mayor compartimentación eléctrica y una menor densidad de canales iónicos en comparación con las dendritas de roedores. Según el estudio publicado, “las dendritas humanas proporcionan una excitación limitada al soma, incluso en presencia de picos dendríticos”. La compartimentación cambia las propiedades de entrada de las neuronas humanas, que también pueden desempeñar un papel en nuestras capacidades cognitivas amplificadas.

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“En las neuronas humanas, hay más compartimentación eléctrica, y eso permite que estas unidades sean un poco más independientes, lo que potencialmente conduce a mayores capacidades computacionales de las neuronas individuales”. – Mark Harnett, Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT

Los investigadores muestran que “los filtros resistivos y capacitivos son más pronunciados en las neuronas humanas debido a su mayor longitud y sugieren la ausencia de mecanismos compensatorios”. Este estudio de investigación es un hito en la comprensión del papel que juegan las dendritas en la cognición humana. Es otra pista en desentrañar el misterio general del cerebro humano.

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Referencias

Beaulieu-Laroche, Lou; Toloza, Enrique HS; van der Goes, Marie-Sophie; Lafourcade, Mathieu; Barnagian, Derrick; Williams, Ziv M .; Eskandar, Emad N .; Frosch, Matthew P .; Cash, Sydney S .; Harnett, Mark T .. “Compartimentalización dendrítica mejorada en neuronas corticales humanas”. Célula . 18 de octubre de 2018.