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Gusanos, microprocesadores y cerebro humano

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Gusanos, microprocesadores y cerebro humano

Área: General — Miércoles, 28 de Abril de 2010
Unos investigadores descubren similitudes entre los gusanos, los microprocesadores y el cerebro humano.
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Hay muy poca investigación en temas interdisciplinares, sin embargo, ésta nos puede dar una visión que suele ser muy interesante desde el punto de vista filosófico. Un resultado reciente versa sobre el sistema nervioso del gusanoCaenorhabditis elegans, el cerebro humano y los microprocesadores. Al parecer estos tres sistemas de procesamiento de información presentan similitudes llamativas.
El equipo de científicos que ha realizado este estudio está formado por neurocientíficos del Reino Unido, EEUU y Alemania. En su trabajo de investigación compararon la manera en la que estos tres sistemas se organizan, encontrando los mismos principios de conexión en red en los tres casos.
Para ello se ayudaron de datos de dominio público obtenidos en investigaciones previas, y que incluían datos de resonancia magnética nuclear sobre el cerebro humano, un mapa del sistema nervioso del nematodo C. elegans y diseños de microprocesadores comerciales. Examinaron cómo los elementos de cada sistema estaban organizados e interconectados entre sí. 
Encontraron que los tres compartían propiedades básicas. La primera de estas propiedades es que los tres sistemas se organizan con una estructura similar a la de las muñecas rusas, con el mismo patrón repetido una y otra vez a distintas escalas. La segunda es que los tres muestran lo que se llama una escala de Rentian, una regla que describe la relación entre el número de elementos en un área dada y el número de conexiones entre ellos.
Según Edward Bullmore, de la Universidad de Cambridge, estas similitudes pueden probablemente ser explicadas porque representan la forma más eficiente de cablear una red compleja en un espacio físico limitado, sea en las tres dimensiones del cerebro humano como en las dos del microchip.
Según él los gusanos, humanos y microprocesadores probablemente comparten estas propiedades porque los tres evolucionaron bajo la misma presión de selección, sean las biológicas para los dos primeros casos o las comerciales para el tercer caso. Tanto la innovación evolutiva biológica como la innovación tecnológica habrían llegado a las mismas soluciones por optimización.
Un microprocesador está organizado para que la conectividad esté optimizada y se minimice la longitud total de cableado (un indicador poderoso del coste final de manufactura). El cerebro humano está caracterizado por un patrón de conectividad similar, pero limitado por el coste metabólico asociado al desarrollo y mantenimiento de largas conexiones neuronales. Explica Danielle Bassett, de la Universidad de California en Santa Bárbara.
Segun Basset puede que esta estructura ayude a explicar la bien sabida, y poco entendida, relación entre elementos procesadores (cuerpos neuronales o materia gris) y el cableado (axones y materia blanca) en el cerebro en una gran variedad de animales, desde el ratón al león pasando por el oposum.
La primera importancia obvia de este resultado es que permite profundizar en la comprensión de cómo evolucionó el cerebro humano. Aunque a veces se compara el cerebro humano con un ordenador, se asumía que tenían una estructura y organización muy diferentes. Sin embargo, los experimentos muestran que podemos aprender importantes lecciones acerca de nuestra evolución mediante el estudio de la manera en la que la tecnología se desarrolla, o bien mirando a organismos simples como el nematodo. Según Bullmore esto desafía la creencia común de que el cerebro humano es especial. De hecho, tiene mucho en común con el gusano y otros organismos simples
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original
Foto cabecera. UCSB.
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