El cerebro, el mayor de los 'pendrives'

Utilizamos el móvil para almacenar fotos, los discos extraíbles para películas y documentos que queremos imprimir y el ordenador, claro está, para cosas tan variopintas como juegos de zombies o aplicaciones de música. Los dispositivos de almacenamiento de información son nuestro pan de cada día, todos conocemos sus capacidades (en megabytes, gigabytes…) y todos sabemos usarlos. Sin embargo, nos sigue siendo desconocido, en mayor o menor medida, el más importante de los dispositivos de almacenamiento de nuestras vidas, el cerebro.

El cerebro, en la escala petabytes

Nuestros dispositivos electrónicos, con suerte, se moverán en la escala de los terabytes, esto es, la escala del billón o de los 12 ceros. Sin embargo, como indica un estudio realizado por investigadores del Instituto Salk, la capacidad de almacenamiento de información del cerebro rompe todas las barreras de lo que hasta entonces se pensaba que podía almacenar. Según los científicos, la capacidad de almacenamiento de nuestro cerebro se mueve en la escala de los petabytes, la escala de los mil billones o los 15 ceros, tanto como la World Wide Web (www). Todo ello, lo que lo hace más interesante aún, a un consumo verde de energía.

Nuestros dispositivos electrónicos, con suerte, se moverán en la escala de los

Nuestra memoria y pensamiento son el resultado de patrones de actividad química y eléctrica de nuestro cerebro. Un aspecto clave de la actividad de éste es la interconexión de neuronas, conocida como sinapsis. El ‘cable’ de salida de una neurona (el axón) conecta con el ‘enchufe’ de entrada (las dendritas) de una segunda neurona. La información que transmite la primera a la segunda viaja en forma de señales comúnmente conocidas como neurotransmisores. Un aspecto importante para entender lo que viene es que cada neurona puede tener miles de sinapsis con otras tantas miles neuronas.

El cerebro contiene mucha más información de lo esperado

Pues bien, los investigadores del Instituto Salk realizaron una reconstrucción en tres dimensiones de una región del hipocampo,el centro cerebral encargado de la memoria, de rata. Las sinapsis son, a día de hoy, un misterio que precisa ser descubierto. Así lo pensaron los científicos cuando, tras realizar la reconstrucción 3D, observaron algo inusual: el axón de algunas neuronas formaba dos sinapsis al alcanzar a una dendrita de la segunda neurona, lo que significa que la información que recibía la segunda neurona estaba duplicada con respecto a la que enviaba la primera.

En un primer momento los científicos dejaron pasar todo esto de la duplicidad de información. Sin embargo, la idea acabó por surgir: podrían medir la diferencia entre dos sinapsis tan similares como éstas para acabar extrayendo conclusiones relacionadas con los ‘tamaños sinápticos’, sobre los cuales la clasificación era muy pobre: pequeñas, medianas y largas.

Los investigadores esperaban que las sinapsis fueran aproximadamente iguales en tamaño, pero se sorprendieron al comprobar, como dijo el investigador Tom Bartol, que:

“La diferencia en el tamaño de los pares de sinapsis era muy pequeña de media, sólo alrededor del 8% de diferencia. Nadie pensó que fuera tan pequeña la diferencia”

Como la capacidad de almacenamiento o de memoria de las neuronas depende del tamaño de las sinapsis, este 8% de diferencia parece ser un número clave para que el equipo de investigadores pudiese desarrollar sus modelos matemáticos acerca de la cantidad de información que el cerebro podría almacenar en sus conexiones sinápticas.

Las diferentes sinapsis nos otorgan más capacidad de memoria

De este modo, los científicos determinaron que podría haber unas 26 categorías de tamaños de sinapsis, en lugar de sólo unas pocas. Según el mismo Tom Bartol:

“Los 26 tamaños corresponden a unos 4,7 bits de información. Antes se pensaba que el cerebro sólo podía soportar uno o dos bits para las sinapsis largas y cortas del hipocampo”.

Por otro lado, los investigadores calcularon que, para las sinapsis más pequeñas, unos 1.500 eventos de señalización podrían cambiar su tamaño o capacidad (20 minutos) y para las más largas, con sólo unos 200 eventos de señalización (1 o 2 minutos) podría producirse el cambio. Esto significa que cada 2 o cada 20 minutos las sinapsis están ascendiendo al siguiente nivel o descendiendo al anterior, ajustándose de acuerdo a las señales que reciben.

Además, los resultados nos dejan empezar a entender la eficiencia energética del cerebro: el cerebro de un adulto despierto genera sólamente unos 20 vatios de forma continua, tanto como las bombillas de bajo consumo.

Acabaremos de la mano de otro de los investigadores, Terry Sejnowski:

“Escondido bajo el aparente caos y desorden del cerebro descansa una destacable precisión en cuanto al tamaño y forma de las sinapsis”

Fuente: eLife