Una de las líneas de investigación que lidera Liset Menéndez de la Prida, investigadora en el Instituto Cajal del CSIC, busca diseñar estrategias para luchar frente a trastornos neurológicos relacionados con la construcción de la memoria episódica, como la epilepsia, el insomnio y el Alzheimer.
Para ello, su proyecto, ha sido uno de los seleccionados por la Fundación “la Caixa” en la convocatoria CaixaResearch de Investigación en Salud 2021, y dotado con unos 500.000 euros. La investigación busca combinar herramientas de registro neuronal de última generación con algoritmos de inteligencia artificial para desentrañar el código neuronal asociado a la formación de recuerdos, con un énfasis en el desarrollo de estrategias que permitan restaurar y mantener estable la memoria en ciertas patologías neurológicas.
En concreto, el objetivo del proyecto es, en palabras de M. de la Prida, “aplicar técnicas de inteligencia artificial al análisis de datos neurofisiológicos y concretamente a las oscilaciones del hipocampo. Intentamos entender el código neuronal implicado en la formación de memorias y su disfunción”.
El hipocampo es una región del cerebro implicada en la formación de la memoria episódica que es aquella relacionada con los sucesos que nos pasan, con la narrativa que elaboramos para describir nuestros recuerdos. “Es la que involucra recuerdos que pueden evocarse de manera explícita. Como cuando recuerdas dónde has visto una cara, o un evento familiar en un contexto dado”.
Para esto, el hipocampo representa las memorias en trazas o secuencias de actividad neuronal, “coordinadas por ondas o ritmos rápidos llamados ripples en inglés”, explica la científica y líder del proyecto. “Estas secuencias están desordenadas e inconexas en ciertos trastornos neurológicos, como la epilepsia, el insomnio y la enfermedad de Alzheimer”.
La investigación en términos prácticos
Con su línea de investigación se persigue este código utilizando técnicas de inteligencia artificial, “así como diseñar nuevas estrategias que permitan modularlo en este tipo de patologías”.
En términos prácticos, estudiarán los recuerdos mediante la identificación de las representaciones. “Por ejemplo, supongamos que ves una serie de cartas con caras y objetos, y configuramos una secuencia que vinculamos con un premio en forma de chocolatina, y otra secuencia con un premio en forma de carbón, otra con agua dulce, otra con agua amarga, etc... Buscamos las representaciones de esas secuencias, en la actividad neuronal, y vemos cómo la evocación de ese recuerdo puede ser identificada en las señales electrofisiológicas”.
Con ese objeto utilizan también nuevas herramientas de estudio: una batería de técnicas de registro masivo, “bien mediante sondas electrofisiológicas ultradensas de última generación, llamadas Neuropixels, bien mediante imagen multicelular con micro-endoscopios. Estos datos resultan enormes de manejar y cuantificar, y esconden complejas variaciones estadísticas que intentaremos desentrañar mediante técnicas de inteligencia artificial”.
Identificar variables predictivas
De esta forma, tratan de aportar una nueva visión de la actividad electroencefalografica, “identificar variables predictivas y nuevas estrategias de modulación de la actividad que puedan aplicarse a condiciones neurológicas que afecten la memoria, como la epilepsia, el envejecimiento normal y patológico o aquellos ocasionados por déficits de sueño”.
Este tipo de investigaciones puede ampliar el conocimiento de la memoria episódica en enfermedades como la epilepsia, el insomnio o el mal de Alzheimer, y quizá, en un futuro, contribuir al desarrollo de tratamientos, pero primero, señala sin adelantar acontecimientos la investigadora, “necesitamos entender mejor cómo identificar los procesos memorísticos en la señal electroencefalográfica. Buscamos decodificarla, para explicar la capacidad cognitiva, y modularla para estabilizarla o mejorarla en los desórdenes asociados con pérdida de memoria”.
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