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Cierta Ciencia

En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

No es el tamaño, es la eficiencia.

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Desde los inicios en la investigación de la inteligencia se buscaba establecer una correlación entre las diferencias que se evidencian entre las personas y diversas características biológicas. Los intentos más tempranos relacionaron de forma directa el tamaño del cerebro con la inteligencia, y ya desde el siglo XIX científicos como Broca y Galton postularon la existencia de una estrecha correspondencia entre medidas, más bien burdas, del tamaño de la cabeza y las habilidades cognitivas. La adopción de técnicas más modernas usando imágenes cerebrales no han variado mucho la idea de asociar cerebros mayores con la mejor capacidad de realizar de forma más eficiente las tareas relacionadas con las habilidades cognitivas.

La explicación biológica común para esta asociación se supone está basada en el hecho de que los individuos con un volumen cortical mayor tienen una probabilidad más alta de albergar más neuronas, algo que incrementaría su capacidad de resolver mejor los problemas del intelecto al igual que su razonamiento lógico.

A finales de 1980 los investigadores del campo hicieron una contribución importante en el entendimiento de las bases biológicas de la inteligencia: la utilización del escaneo del cerebro de individuos que completaban las tareas de las famosas Matrices de Raven. Ellos encontraron una correlación negativa entre los puntajes de Raven y las tasas metabólicas, indicando que había un menor consumo de energía en individuos con los puntajes más altos. Este estudio fue el primero en lanzar la hipótesis de que la inteligencia no es una función de qué tan duro trabaja el cerebro sino más bien de cuánto más eficiente es. Una observación que llevó a lo que se conoce como la eficiencia neuronal de la inteligencia.

La hipótesis de que la inteligencia es el logro de un manejo mejor y menos lleno de procesamientos de la información, realizado por los circuitos neuronales, se ha visto apoyada por numerosos estudios que echan mano de un rango amplio de métodos de la neurociencia. Así, la idea de que la inteligencia es en gran medida determinada por el tamaño del cerebro se ha abandonado por considerarla demasiado simplista. Una hipótesis más reciente se adhiere a la idea de que las diferencias entre la inteligencia de las personas son en gran medida el resultado de las propiedades del cableado del tejido cerebral y ya más en concreto de la complejidad de los circuitos o lo que acaba siendo, la arborización de las dendritas. Esa arborización resulta cuando las ramificaciones de las neuronas, las dendritas, establecen conexiones.

De esta manera, mientras más inteligente es una persona, requiere mucha menos actividad neuronal aunque mayor número de dendritas.

En esta línea de razonamiento, la técnica contemporánea que más promete para lograr entender y cuantificar la morfología de las ramificaciones neuronales es una de resonancia magnética de difusión, conocida como NODDI (por sus siglas en inglés), que viene siendo un protocolo que permite una nueva forma de analizar las micro estructuras de los tejidos neuronales.

Los autores del estudio, Erhan Genç y Christoph Fraenz, de la Universidad de Bochum junto con colegas de la Universidad Humboldt de Berlín y de la Universidad de Nuevo México, presentan el primer estudio que usando esta técnica les permite analizar la micro estructura de las fibras neuronales y su arquitectura para dar luz a las posibles estructuras neuro anatómicas que estén metidas en la configuración de la inteligencia.

Analizaron los cerebros de 529 hombres y mujeres con su nueva técnica mientras realizaban pruebas de habilidades cognitivas. Utilizando una base de datos independiente, compilada por el Proyecto del Conectoma Humano, el equipo pudo confirmar sus resultados en una segunda muestra cercana a los 500 individuos.

Los autores demuestran que las medidas de la densidad neuronal utilizando su nueva técnica, muestran una correlación negativa con las pruebas que señalan una inteligencia mayor, indicando más bien que una eficiencia neuronal, en particular en las regiones fronto parietales del cerebro, daría cuenta de mejores habilidades cognitivas, algo que un inmenso número de estudios de neuro imágenes de la inteligencia había sugerido.

Dicen los investigadores que los resultados obtenidos utilizando su nueva técnica, amplían de manera considerable el conocimiento de las bases biológicas de las diferencias en la inteligencia de los humanos pues proveen una nueva manera de aproximarse al entendimiento de lo que es más un asunto de eficiencia en el procesamiento de la información a nivel neuronal que uno de volumen.

“Se había asumido que los cerebros más grandes tienen más neuronas y que en consecuencia están dotados de una mayor capacidad de computación. Pero, los cerebros inteligentes poseen menos conexiones neuronales aunque más eficientes”, dice Erhan Genç. “Esto potencia una alta eficiencia mental, con una actividad neuronal baja”, finaliza.

Referencia:

Genç E., et al. Diffusion markers of dendritic density and arborization in gray matter predict differences in intelligence. Nature Communications 2018

JOSEFINA CANO
Ph.D. Genética Molecular

Más información en el Blog Cierta Ciencia

Obras de Josefina Cano:

Viaje al centro del cerebro. Historias para jóvenes de todas las edades (Amazon)

En Colombia en la Librería Panamericana y en Bogotá en la Librería Nacional

Viaje al centro del cerebro. Historias para jóvenes de todas las edades. (Planeta)


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