Científicos platenses explican cómo el cerebro avisa sobre los dolores

Cuando algo duele, el cuerpo lo manifiesta de manera inmediata. Un pinchazo agudo en determinado lugar, una sensación que, de acuerdo a su intensidad, suele provocar agudos quejidos. Sin embargo, todo eso que parece instantáneo, antes es procesado en el cerebro, algo que científicos del Instituto de Física de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y el Conicet lograron determinar. Justamente, cómo el cerebro responde al dolor y procesa su información.

Este nuevo trabajo fue publicado recientemente en la revista científica “European Physical Journal B” (Springer Nature), donde los investigadores platenses Fernando Montani, Romina De Luise, Román Baravalle y Osvaldo Roso, demostraron a través de un modelo de teoría de grafos y redes neuronales que el circuito cerebral necesario para el procesamiento o transmisión eficiente del dolor necesita estar constituido por el 20% de interneuronas inhibitorias.

Los investigadores de la UNLP explicaron que las múltiples sensaciones que experimenta el cuerpo, como el dolor, van acompañadas de intercambios de información en forma de señales eléctricas dentro del cerebro.

“Estas señales eléctricas -explican - pueden ser ondas, de forma similar a como las ondas de radio se usan para emitir música desde la emisora a los usuarios. La principal diferencia con el cerebro es que sus diferentes zonas pueden funcionar como emisoras o receptoras de señales dependiendo de la situación”.

Hasta ahora, las investigaciones habían demostrado que la intensidad del dolor puede estar directamente relacionada con la actividad cerebral eléctrica de las ondas gamma, que se ven alteradas por la activación y desactivación de las “interneuronas” que conectan diferentes regiones del cerebro. Sin embargo, aún no estaba claro cómo afectan a este proceso las interneuronas “inhibidoras”, que impiden el paso de mensajes químicos entre estas regiones.

En este marco, el investigador platense Fernando Montani señala que el descubrimiento “permite avanzar significativamente en el desarrollo de herramientas que posibilitan analizar y entender cómo el cerebro procesa la información de los tejidos neuronales asociados al dolor. El circuito subyacente del proceso del dolor implica una configuración específica de interneuronas, cada una de las cuales enlaza pares específicos de regiones, o ‘nodos’ dentro del cerebro. Y un aspecto crucial es que una determinada fracción de estas neuronas será inhibidora, variando la fuerza de las conexiones que proporcionan”.

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El científico de nuestra ciudad expuso que mediante un novedoso enfoque estadístico, primero emularon las señales producidas por la corteza y la hicieron evolucionar en el tiempo a través de reglas de plasticidad sináptica hasta alcanzar una configuración determinada asociada con dolor.

Los investigadores platenses describieron que realizaron un análisis utilizando la teoría de grafos para obtener información sobre el estado funcional del circuito subyacente al proceso nociceptivo, considerando todas las posibles configuraciones con máximos absolutos en la actividad gamma asociada al dolor cuando se cambia el número de neuronas inhibidoras.

“A partir de estas estimaciones iniciales – señaló Montani - pudimos construir el análisis de los grafos reforzando y debilitando las influencias de determinados enlaces”.

El análisis reveló también que una configuración en la que el 20% de las interneuronas son inhibitoria maximiza la transmisión de información asociada al dolor.

En este marco, el platense Montani aclaró que lo que se demostró es que las oscilaciones de la banda gamma están directamente relacionadas con la intensidad del dolor, ya que “éste puede exacerbarse o disminuirse mediante la desactivación o activación de interneuronas inhibitorias en el cuerno dorsal.

“El trabajo introduce una metodología robusta que será útil para la planificación de futuros análisis experimentales, incluyendo indicadores de desactivación o activación de interneuronas inhibitorias en datos neurofisiológicos reales, para poder así caracterizar la dinámica de la actividad gamma producida por configuraciones del dolor”, concluyeron los científicos platenses.