Cuando miramos el mundo, suele parecer que nada cambia ante nuestros ojos. Sin embargo, el cerebro sostiene esa imagen estable apoyándose en el ritmo, y no en la fuerza de su propio “baile” eléctrico: así como una orquesta mantiene una melodía reconocible aunque los instrumentos varíen en intensidad, un estudio reciente demostró que la clave para que siempre veamos el mismo paisaje pasa por la precisión con la que las neuronas marcan el compás.
Investigadores de la Universidad Rice lograron medir ese pulso cerebral y descubrieron que, aunque las neuronas pueden modificar cuánto y cuándo disparan, es la regularidad en su tempo lo que asegura la continuidad de nuestra visión cotidiana.
La estabilidad visual cotidiana se mantiene gracias a la precisión temporal de las neuronas, no a la cantidad de impulsos eléctricos que generan. Así lo revela un estudio publicado en Nature Communications, donde este equipo científico demostró que el ritmo cerebral es el factor clave que permite que el cerebro conserve una imagen coherente del mundo, incluso cuando la actividad neuronal varía de un día a otro.
El hallazgo, liderado por Hanlin Zhu junto a los profesores Chong Xie y Lan Luan, miembros de la Iniciativa de Neuroingeniería de Rice, desafía la idea tradicional de que la estabilidad visual depende principalmente del volumen de disparos neuronales. Según el estudio, la consistencia en la percepción visual se explica mejor por el código temporal, es decir, la precisión con la que las neuronas disparan en intervalos de milisegundos. Zhu explicó: “Nuestros registros eléctricos rápidos nos permitieron leer el ritmo directamente, y descubrimos que el ritmo supera al volumen cuando se trata de explicar cómo el cerebro mantiene una imagen estable del mundo día tras día”.
Para llegar a esta conclusión, los investigadores desarrollaron sondas nanoelectrónicas ultrafinas (NETs), capaces de integrarse con el tejido cerebral y registrar la actividad neuronal con una fidelidad sin precedentes.
Estas sondas, miles de veces más delgadas que un cabello humano, se implantaron en el córtex visual de ratones, lo que permitió el seguimiento de cientos de neuronas individuales durante 15 días consecutivos. Durante este periodo, los animales observaron cerca de 12.000 imágenes diarias, que incluían patrones de líneas, escenas naturales y estímulos diseñados para mapear la preferencia visual de cada célula.
El análisis de los datos mostró que, si se evalúa la estabilidad neuronal únicamente por la tasa de disparo, muchas neuronas parecen poco fiables. Sin embargo, al examinar el código temporal, se observó que las preferencias de cada célula —es decir, las imágenes que “prefiere”— permanecen estables a lo largo de los días, incluso en aquellas neuronas que parecían inestables bajo el criterio del volumen.
Además, las NETs permitieron a los científicos analizar las relaciones funcionales entre neuronas, identificando patrones de actividad sincronizada que se mantienen constantes con precisión de milisegundos.
Los datos obtenidos con las NETs también facilitaron el desarrollo de modelos computacionales capaces de identificar qué estímulo visual observaba el ratón, incluso varios días después de haber entrenado el modelo, sin necesidad de reajustes. Este avance redujo la “deriva” o pérdida de precisión en las predicciones a lo largo del tiempo, lo que refuerza la importancia del ritmo neuronal para la percepción estable.
Las implicaciones de este descubrimiento son amplias. El conocimiento sobre la relevancia del código temporal podría impulsar el desarrollo de interfaces cerebro-computadora más precisas, prótesis sensoriales avanzadas y nuevas terapias para enfermedades neurológicas.
Chong Xie y Lan Luan subrayaron en una declaración conjunta que “este trabajo muestra cómo las herramientas de registro avanzadas pueden revelar principios organizativos del cerebro que antes no eran visibles”.
