Cerebro bajo el microscopio: ¡procesamiento óptimo de la información decodificado!

Cerebro bajo el microscopio: ¡procesamiento óptimo de la información decodificado!

El 9 de marzo de 2025, la Universidad Técnica de Dresde publicó descubrimientos innovadores sobre cómo funciona el cerebro humano en relación con el procesamiento de la información. En un estudio realizado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias Después de la publicación, equipos de investigación internacionales de Dresde, Tubinga, París y Shanghai explicaron cómo el cerebro procesa la información de manera eficiente y se adapta con flexibilidad a los desafíos cambiantes. Esta nueva investigación proporciona información sobre los principios de criticidad y codificación eficiente, reduciendo así las señales redundantes.

Los científicos desarrollaron un modelo matemático que simula redes neuronales para estudiar el rendimiento del cerebro. Realizaron un experimento en el que variaron el nivel de ruido en las redes. Los resultados mostraron que un nivel medio de ruido conduce a un rendimiento máximo. Un nivel moderado de ruido mejora el procesamiento de la información, mientras que demasiado o muy poco ruido perjudica la flexibilidad y la eficiencia. Estos hallazgos respaldan la hipótesis de que el cerebro puede lograr un equilibrio entre precisión y flexibilidad en condiciones óptimas de ruido.

Criticidad en el sistema nervioso.

La conceptualización de criticidad describe un estado en el que el cerebro responde de manera óptima a las influencias externas. Según el estudio, se produjeron signos típicos de criticidad, incluidas las llamadas "avalanchas neuronales". Demasiada sincronicidad entre las neuronas limita su flexibilidad, mientras que los patrones caóticos con ruido excesivo pueden reducir la eficiencia del procesamiento de la información. Un orden excesivo en los circuitos neuronales podría provocar trastornos psicológicos, una tendencia que se observa en la patogénesis de la esquizofrenia, la depresión y el trastorno obsesivo-compulsivo.

El conocimiento obtenido de estos estudios sobre el equilibrio en el cerebro podría abrir nuevas opciones de tratamiento para los trastornos mentales. Así, la hiperconectividad en la esquizofrenia resalta la actividad neuronal caótica, mientras que la depresión se basa en un orden excesivo. Estos aspectos de criticidad también podrían abrir el camino hacia el desarrollo de sistemas de inteligencia artificial más adaptables y robustos inspirados en el cerebro humano.

El papel de la neurociencia cognitiva

La Universidad Christian Albrechts de Kiel también participa en la investigación sobre el procesamiento de información neuronal. Aquí investigamos cómo el procesamiento de información biológica se puede transferir a sistemas técnicos para desarrollar arquitecturas informáticas energéticamente eficientes. Últimos resultados, publicados en la revista. Informes Científicos, muestran que el cerebro humano utiliza alrededor de 25 vatios en la vida diaria, mientras que los ordenadores y teléfonos inteligentes modernos necesitan mucha más energía. La llamada “hipótesis del cerebro crítico” sirve como base para comprender por qué el cerebro funciona más rápido y con mayor eficiencia energética en un estado crítico.

Los resultados de la investigación muestran que no sólo los mecanismos internos sino también las influencias externas pueden contribuir a la formación del estado crítico. Estos hallazgos se lograron mediante modelos matemáticos en redes artificiales que imitan el comportamiento de las redes neuronales humanas.

En resumen, una comprensión más profunda de la criticidad del cerebro no sólo avanza en la comprensión de la cognición y la salud mental, sino que también sienta las bases para futuros desarrollos en inteligencia artificial. Un estudio continuo de estos aspectos podría revolucionar el abordaje de muchas enfermedades neurológicas y mentales.