•Notícia

L'investigador Jordi Garcia Ojalvo, el Departament de Física i Energia Nuclear al Campus de la UPC a Terrassa, coordina el projecte europeu Global Approach to Brain Activity (GABA), que té com a objectiu millorar el nostre coneixement sobre els mecanismes cerebrals que comporta la consciència humana i estudiar el paper de la sincronització neuronal entre diferents zones del cervell. Els resultats de l'estudi poden ajudar a anticipar l’aparició de patologies neurològiques com la malaltia d’Alzheimer i les crisis epilèptiques. GABA, que s'emmarca en el programa europeu 'New and Emerging Science and Technology' (NEST), està dotat amb més d'un milió i mig d’euros i tindrà una durada de 3 anys. I es desenvolupa amb científics de la Universitat Pablo de Olavide, juntament amb altres investigadors francesos, italians, finlandesos i alemanys.

El normal del cervell humà es basa en una coordinació exquisida dels bilions de neurones que el formen. Com una orquesta simfònica, les diferents parts del cervell d’una persona sana operen de forma sincronitzada durant cada acte cognitiu que realitza, o fins i tot mentre dorm. Quan aquest patró de sincronització es deteriora o desorganitza amb el temps o per un procés patològic, poden començar a aparèixer determinats problemes neurològics. Un clar exemple és el deteriorament cognitiu lleu (DCL) de tipus amnèsic, que fa que una persona gran comenci a tenir oblits o buits de memòria lleus però cada cop més freqüents. Aquesta simptomatologia prèvia és un conegut precursor de la malaltia d’Alzheimer. El projecte GABA, coordinat per Jordi Garcia Ojalvo, professor a l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa (ETSEIAT) de la UPC, experimentarà amb grups significatius de persones sanes i amb DCL, per esbrinar els comportaments neuronals característics d’aquesta patologia.

Un dels objectius més interessants del projecte consisteix a estudiar com l’escorça cerebral, una regió clau per endendre l’evolució humana, altera els seus patrons de connectivitat funcional durant l’envelliment normal i en pacients amb DCL. Aquests assajos estudiaran els patrons de sincronització durant el cicle de vigília-son i davant tasques cognitives que comprometin diferents regions de l’escorça cerebral, una de les estructures del sistema nerviós més afectades per la neurodegeneració que produeix la malaltia de l’Alzheimer. Aquests experiments es duran a terme al Laboratori de Neurociència Funcional de la Universitat Pablo de Olavide, dirigit pel doctor José Luis Cantero.

Amb els patrons de sincronització cerebral que s’estableixin després dels experiments i la seva anàlisi matemàtica, es pretén avançar en la diagnosis precoç de la malaltia de l’Alzheimer. El 40% de les persones amb DCL acaben patint aquesta malaltia, la qual afecta a 800.000 persones actualment a Espanya i afectarà, d’aquí a 15 anys, a 1.200.000 persones.

Una altra de l’aplicacions previstes d’aquest projecte és la predicció de les crisis epilèptiques, malaltia que pateixen 400.000 persones a Espanya.

Les neurones del cervell d’aquest malalts mostren una hipersincronització que s’estèn a gran part del cervell, i aquest excés d’activitat és el que genera les convulsions i tot el quadre simptomàtic que caracteritza l’epilèpsia. En casos especialment severs, l’epilèpsia es pot atenuar o eliminar mitjançant resecció quirúrgica de la zona afectada, però encara falta precisió a l’hora d’establir sense dubtes quina zona eliminar i en quina mesura.

El projecte GABA experimentarà amb grups reduïts de pacients amb epilèpsia severa, als quals se’ls hauran implantat electrodes en diferents zones del cervell, que hauran de dur durant un periode determinat de temps com a pas previ a una intervenció quirúrgica. La informació que els científics del projecte obtinguin d’aquests patrons és la resposta neuronal que servirà per determinar com determinats canvis en els nivells de sincronització permetran anticipar amb temps suficient l’aparició d’un atac, informació que ajudaria a prevenir la malaltia.

Ajudar a predir precoçment la malatia de l’Alzheimer i el quadre simptomàtic de l’epilèpsia són dues de les potencials aplicacions del projecte GABA, que té com a motivació general esbrinar l’autoorganització del cervell i com aquesta genera comportaments cognitius en l’ésser humà. És a dir, es pretén saber de manera objectiva i científica com es genera la consciència humana. Si l’home arribés a conèixer com s’integra el funcionament de cada neurona dins de la complexitat del sistema cerebral s’entendria com emergeix la consciència. Aquest objectiu no és nou a la història de la ciència. Francis Crick, per exemple, descobridor de l’estructura de l’ADN i premi Nobel de Medicina al 1962, va buscar durant els darrers 10 anys de la seva vida les bases fisiològiques de la consciència humana.

L’equip d’investigadors del projecte GABA parteix d’una evidència científica: si cadascuna de les neurones del cervell funcionés pel seu compte (de forma completament desincronitzada), el cervell no podria actuar de forma coordinada (com quan veiem una cara i l’associem a un nom). D’altra banda, si totes les neurones del cervell funcionèssin exactament a l’uníson (de forma perfectament sincronitzada) no podriem viure, doncs seriem incapaços de controlar tots els diferents processos (conscients i inconscients) que afecten simultàniament el nostre cos. Existeix, per tant, un nivell de sincronització òptim, ni massa gran ni massa petit, entre les neurones del cervell, per tal que aquest funcioni de forma adecuada. Això s’aconsegueix mitjançant mecanismes de sincronització cerebral que tenen una precisió exquisita, que fan que ens movem, ens alimentem, recordem, pensem o estimem.

El VI programa marc de la Unió Europea, a través del programa New and Emerging Science and Technology (NEST), un programa europeu per a projectes de recerca singulars, dirigits en particular a l’estudi dels sistemes complexos, ha atorgat 1.600.000 d’euros a un equip de set grups de recerca europeus per posar en marxa el projecte Global Approach to Brain Activity (GABA), i començar a esbrinar com es genera la consciència humana. Dins d’aquest objectiu troncal hi ha diferents línies d’actuació, com ara determinar aquelles anomalies en la sincronització cerebral que ocasionen la malaltia de l’Alzheimer o que donen lloc a atacs epilèptics. El projecte te una durada de 3 anys.

Juntament amb Jordi Garcia Ojalvo, de la UPC, treballen científics de diferents països, repartits entre els set grups del projecte. D’Espanya, també hi participa José Luis Cantero, cap del Laboratori de Neurociència Funcional de la Universitat sevillana Pablo de Olavide. A Itàlia, Stefano Boccaletti, de l’Institut de Sistemes Complexos de Florència. A França, Mario Chavez, del Laboratori de Neurociències Cognitives i Visualitació Cerebral de l’Hospital de Salpetriere de París, i Alessandro Villa, cap del Grup de Electrofisiologia Clínica, de la Universitat Joseph Fourier de Grenoble. A Finlàndia, Karen Egiazarian, del

Grup de Processament de Senyals, de la Universitat Tècnica de Tampere. I, finalment, a Frankfurt (Alemanya), Wolf Singer, director de l’Institut Max Planck per a la Recerca del Cervell.Podeu accedir a imatges del projecte, cedides pel Laboratori de Neurociència Funcional de la Universitat Pablo de Olavide de Sevilla, en el següent web: http://prospero.upc.es/tmp/