Resting fMRI functional connectivity reflects fluctuations in inhibitory interneuron activity

Imagina el cerebro humano como una ciudad enorme y bulliciosa. Durante mucho tiempo, los científicos han intentado comprender cómo se comunican los diferentes vecindarios de esta ciudad mientras la ciudad está "en reposo" (sin realizar ninguna tarea específica). Utilizan una cámara especial llamada escáner fMRI, que no toma fotografías de los edificios en sí, sino que mide el flujo de sangre. Cuando un vecindario está ocupado, fluye más sangre hacia allí. Al observar cómo el flujo sanguíneo en un área sube y baja en sincronía con otra, los científicos mapean las "redes de amistad" de la ciudad. Esto se llama conectividad funcional.

Sin embargo, había un gran misterio: ¿Quién está causando exactamente estas ondas de flujo sanguíneo? ¿Son los principales trabajadores de la ciudad (neuronas excitatorias) o los controladores de tráfico y agentes de la paz (interneuronas inhibitorias)?

Para resolver esto, los investigadores se adentraron en el cerebro de un mono (un pariente cercano de los humanos) e hicieron algo muy ingenioso. Configuraron dos cosas al mismo tiempo:

1. La cámara fMRI observando el flujo sanguíneo.
2. Diminutos micrófonos (electrodos) escuchando las conversaciones individuales de miles de células cerebrales.

Una vez que tuvieron estos datos, clasificaron las células cerebrales en dos grupos principales según la forma de sus "voces" (sus señales eléctricas):

• Las Neuronas Excitatorias (Los Principales Trabajadores): Estas son las células que usualmente envían mensajes a otras partes del cerebro.
• Las Interneuronas Inhibitorias (Los Controladores de Tráfico): Estas son las células que usualmente calman las cosas o detienen las señales para que no vayan demasiado rápido.

Aquí está lo que encontraron, usando una analogía simple:

Piensa en la señal de flujo sanguíneo de la fMRI como un redoble de tambor gigante y rítmico que toda la ciudad parece seguir.

• Los Principales Trabajadores (Neuronas Excitatorias): Cuando los investigadores escucharon a estas células, fueron un grupo mixto. Aproximadamente la mitad de ellas marchaba al ritmo del tambor (su actividad aumentaba cuando el flujo sanguíneo aumentaba), pero la otra mitad marchaba en la dirección opuesta (su actividad disminuía cuando el flujo sanguíneo aumentaba). Estaban por todos lados, sin sincronizarse realmente con el gran redoble de forma consistente.

• Los Controladores de Tráfico (Interneuronas Inhibitorias): Estos eran muy diferentes. Cada una de ellas marchaba en perfecto paso con el redoble del tambor. Cuando el flujo sanguíneo subía, estas células se volvían más activas. Aún más sorprendente, un tipo específico de estos controladores estaba tan sincronizado que su ritmo coincidía perfectamente con el patrón de "toda la ciudad". Su actividad se veía exactamente igual a los mapas que los científicos habían estado dibujando durante años usando la cámara fMRI.

La Conclusión:

El estudio conclula que, si bien los "Principales Trabajadores" (neuronas excitatorias) son probablemente los que realizan la comunicación a larga distancia entre diferentes regiones cerebrales, los ritmos y las fluctuaciones que la cámara fMRI realmente ve son impulsados mayormente por los Controladores de Tráfico (interneuronas inhibitorias).

En otras palabras, si estás observando el "estado de reposo" del cerebro a través de una cámara fMRI, no solo estás viendo a los principales trabajadores charlando; estás viendo mayormente a los controladores de tráfico manteniendo el ritmo de toda la ciudad bajo control. El "latido" de la red en reposo del cerebro es el pulso de estas células inhibitorias.