Profesor visitante
Redes funcionales del cerebro humano

El próximo viernes 20 de noviembre, el Dr. Pablo Gleiser, investigador de Conicet y miembro de la División de Mecánica Estadística del Centro Atómico Bariloche, expondrá sobre Redes funcionales del cerebro humano, en el marco del Ciclo de Charlas de Instituto de Física Aplicada.

La charla se realizará en el Aula 52 del Bloque II de la UNSL a las 11 horas, y estará dirigida a toda la comunidad universitaria y al público en general interesado en la temática.

Resumen de la conferencia

Las redes funcionales del cerebro son representaciones en forma de grafo de la actividad en el cerebro, donde los vértices corresponden a diferentes regiones anatómicas y las aristas a su conectividad funcional.

Estas redes presentan una estructura topológica robusta del tipo mundo pequeño (small-world), caracterizada por la presencia de módulos altamente integrados conectados por pocos enlaces de largo alcance.Estudios recientes han mostrado que otras características, tales como la distribución de grado o la presencia (o ausencia) de estructuras jerárquicas, no son robustas.

En particular Eguíluz et al (Phys Rev Lett 94: 018102) utilizaron resonancia magnética funcional por imágenes (fMRI) para construir redes funcionales en sujetos que realizaban diferentes tareas. Ellos observaron una estructura topológica caracterizada por una distribución de grado del tipo ley de potencias, con módulos bien definidos y sin estructura jerárquica. Por otro lado Achard et al. (The Journal of Neuroscience 26(1): 63-72) y Ferrarini etal. (Hum Brain Mapp (2008)) construyeron redes funcionales en sujetos que no realizaban tareas y encontraron distribuciones de grado del tipo ley de potencias truncadas y claros indicios de estructuras jerárquicas.

En este seminario presentaré un nuevo modelo de redes funcionales en el cerebro humano que propone mecanismos que dan lugar a las diferentes estructuras topológicas observadas en los experimentos. El modelo esta formado por una red de osciladores no-lineales que crece en el tiempo. Los osciladores interactúan siguiendo un algoritmo adaptativo, que permite que las conexiones sean redireccionadas. Mostraré que cuando el algoritmo permite una visión global del sistema entonces emergen redes libres de escala con módulos bien definidos sin estructura jerárquica.

Por otra parte, cuando el algoritmo restringe la visión global a una visión local emergen redes con estructura jerárquica y con distribución de grado del tipo ley de potencias truncada.