En un nuevo trabajo publicado en la revista científica European Physical Journal B (Springer Nature), los investigadores Fernando Montani, Romina De Luise, Román Baravalle y Osvaldo Roso, demostraron a través de un modelo de teoría de grafos y redes neuronales que el circuito cerebral necesario para el procesamiento o transmisión eficiente del dolor necesita estar constituido por el 20% de interneuronas inhibitorias.
Desde la UNLP se explicó que las múltiples sensaciones que experimenta el cuerpo, como el dolor, van acompañadas de intercambios de información en forma de señales eléctricas dentro del cerebro.
«Estas señales eléctricas pueden ser ondas, de forma similar a como las ondas de radio se usan para emitir música desde la emisora a los usuarios. La principal diferencia con el cerebro es que sus diferentes zonas pueden funcionar como emisoras o receptoras de señales dependiendo de la situación», se especificó.
Hasta ahora, las investigaciones habían demostrado que la intensidad del dolor puede estar directamente relacionada con la actividad cerebral eléctrica de las ondas gamma, que se ven alteradas por la activación y desactivación de las «interneuronas» que conectan diferentes regiones del cerebro. Sin embargo, aún no estaba claro cómo afectan a este proceso las interneuronas «inhibidoras», que impiden el paso de mensajes químicos entre estas regiones.
Montani expresó que el descubrimiento «permite avanzar significativamente en el desarrollo de herramientas que posibilitan analizar y entender cómo el cerebro procesa la información de los tejidos neuronales asociados al dolor».
«El circuito subyacente del proceso del dolor implica una configuración específica de interneuronas, cada una de las cuales enlaza pares específicos de regiones, o nodos dentro del cerebro. Un aspecto crucial es que una determinada fracción de estas neuronas será inhibidora, variando la fuerza de las conexiones que proporcionan», dijo.
El investigador expuso que mediante un novedoso enfoque estadístico, primero emularon las señales producidas por la corteza y la hicieron evolucionar en el tiempo a través de reglas de plasticidad sináptica hasta alcanzar una configuración determinada asociada con dolor.
Moranti contó que realizaron un análisis utilizando la teoría de grafos para obtener información sobre el estado funcional del circuito subyacente al proceso nociceptivo, considerando todas las posibles configuraciones con máximos absolutos en la actividad gamma asociada al dolor cuando se cambia el número de neuronas inhibidoras. «A partir de estas estimaciones iniciales, pudimos construir el análisis de los grafos reforzando y debilitando las influencias de determinados enlaces», dijo.
El análisis reveló que una configuración en la que el 20% de las interneuronas son inhibitoria maximiza la transmisión de información asociada al dolor. Montani aclaró que lo que se demostró es que las oscilaciones de la banda gamma están directamente relacionadas con la intensidad del dolor: éste puede exacerbarse o disminuirse mediante la desactivación o activación de interneuronas inhibitorias en el cuerno dorsal.
El trabajo «introduce una metodología robusta que será útil para la planificación de futuros análisis experimentales, incluyendo indicadores de desactivación o activación de interneuronas inhibitorias en datos neurofisiológicos reales, para poder así caracterizar la dinámica de la actividad gamma producida por configuraciones del dolor», añadió.
