Científicos de la Universidad de Granada (UGR) han demostrado por primera vez que existe una estrecha relación entre varios fenómenos emergentes en los sistemas magnéticos (muy estudiados por los físicos de la materia condensada) y determinados estados de actividad cerebral.

Los investigadores, que han publicado su trabajo en la revista Redes neuronales , han estudiado un modelo cerebral que consta de una red neuronal equilibrada con un 80% de sinapsis excitadoras (es decir, conexiones neuronales que favorecen la transmisión de información entre neuronas) y un 20% de sinapsis inhibidoras (conexiones neuronales que impiden la transmisión de dicha información).

Curiosamente, El objetivo inicial de los científicos de la UGR era estudiar cómo funciona el cerebro autista, para lo cual pretendían desarrollar un modelo matemático que permitiera analizar las conexiones neuronales de esta enfermedad.

Sin embargo, a medida que avanzaba su investigación, pudieron demostrar, tanto matemáticamente como a través de simulaciones por computadora, la existencia de un tipo de estado llamado "vidrio giratorio, "que corresponde a estados de baja actividad (Down) o alta actividad (Up). Esto se ha descrito ampliamente en la corteza de los mamíferos, incluido el cerebro humano.

Los llamados estados de espín-vidrio son sistemas magnéticos que se han descrito extensamente en materiales magnéticos desordenados a baja temperatura y también aparecen en modelos de redes neuronales artificiales.

Los estados de vidrio giratorio son estados de giro desordenados congelados debido a la frustración en las interacciones entre los espines (propiedad física de las partículas subatómicas, por el cual cada partícula elemental lleva un momento angular intrínseco cuyo valor es fijo). Dichos estados pueden ser ferromagnéticos y antiferromagnéticos, impidiendo que el sistema se relaje hasta el estado fundamental o provocando tiempos de relajación muy prolongados.

En neurociencia, por otra parte, los estados de vidrio giratorio se manifiestan por una actividad neuronal congelada, y aparecen (en ausencia de fluctuaciones térmicas o ruido) por la interferencia que produce la memorización de un número macroscópico de recuerdos y la imposibilidad de discernir entre tantos de ellos en el proceso de memoria.

En este papel, Los investigadores han demostrado por primera vez el papel constructivo y la funcionalidad de un tipo particular de estado de vidrio giratorio en neurociencia. "De hecho, Hemos probado, tanto teóricamente como mediante simulación, que los estados Arriba y Abajo observados en la actividad de los cerebros de los mamíferos no serían más que una mera manifestación de estos estados de vidrio giratorio, "Joaquín Torres Agudo, profesor del Departamento de Electromagnetismo y Física de la Materia de la UGR y autor principal del estudio, explica.

Este trabajo constituye un marco teórico apropiado y novedoso para estudiar los mecanismos biológicos de desestabilización de estos estados que pueden inducir transiciones entre estados Up y Down, similar a las transiciones comúnmente descritas durante los procesos de anestesia o en la transición de la vigilia al sueño.