Un estudi explica com el cervell processa els nombres

Mesurar l’activitat cerebral humana fins el nivell cel·lular: fins ara, això només era possible de forma limitada. Un nou mètode desenvolupat per investigadors de la Universitat Tècnica de Munic (TUM) a Alemanya permetrà que sigui molt més fàcil. El mètode es basa en microelèctrodes juntament amb el suport de pacients amb tumors cerebrals, que participen en els estudis mentre se’ls practica una cirurgia cerebral 'desperts’. Això va permetre a l’equip identificar com processa els nombres el nostre cervell.

Utilitzem els nombres cada dia. De forma molt concreta, quan comptem objectes. I també de forma abstracta, per exemple quan veiem el símbol '8' o fem càlculs complexos. En un estudi publicat a la revista científica 'Cell Reports', aquests investigadors han evidenciat que algunes neurones del cervell dels participants estaven especialitzades en el maneig de nombres concrets. Cada una d’aquestes neurones era especialment activa quan es presentava al pacient el seu nombre 'preferit’ d’elements en un patró de punts. En menor mesura, també passava quan els subjectes processaven símbols numèrics.

"Ja sabíem que els animals processaven així els nombres dels objectes. Però fins ara no era possible demostrar de forma concloent com funciona en els éssers humans. Això ens ha atansat un pas més a desentranyar els mecanismes de les funcions cognitives i a desenvolupar solucions quan les coses van malament en aquestes funcions cerebrals, per exemple", ha ressaltat un dels investigadors, Simon Jacob.

Per arribar a aquest resultat, els investigadors van haver de resoldre primer un problema fonamental. "El cervell funciona mitjançant impulsos elèctrics. Així que és detectant directament aquests senyals com podem aprendre més sobre la cognició i la percepció", ha detallat Jacob. No obstant, hi ha poques possibilitats de mesurar directament l’activitat cerebral humana. Les neurones no poden registrar-se individualment a través del crani. Alguns equips mèdics implanten quirúrgicament elèctrodes en pacients amb epilèpsia. Tanmateix, aquests procediments no arriben a la regió cerebral que es creu responsable del processament dels nombres.

Per això, Jacob i un equip interdisciplinari van desenvolupar un mètode que adapta tecnologies establertes i obre possibilitats totalment noves en neurociència. En el centre del procediment es troben conjunts de microelèctrodes que han estat sotmesos a proves exhaustives en estudis amb animals. Per garantir que els elèctrodes produïssin dades fiables en cirurgies amb el cervell humà despert, els investigadors van haver de reconfigurar-los en estreta col·laboració amb el fabricant. El truc consistia a augmentar la distància entre els sensors en forma d’agulla utilitzats per registrar les activitats elèctriques d’una cèl·lula. "En teoria, els elèctrodes molt junts produeixen més dades. Però a la pràctica, el gran nombre de contactes atordeix la regió cerebral implantada, de manera que no es registren dades utilitzables," ha apuntat Jacob.

El desenvolupament del procediment va ser possible perquè els pacients amb tumors cerebrals van accedir a donar suport a l’equip d’investigació. Mentre se sotmetien a cirurgia cerebral, van permetre que se’ls implantessin sensors i van realitzar tasques de prova per als investigadors. Segons Jacob, els procediments experimentals no van afectar negativament el treball de l’equip quirúrgic.

"El nostre procediment té dos avantatges fonamentals", ha afirmat Jacob. En primer lloc, aquest tipus de cirurgia tumoral permet accedir a una zona molt més àmplia del cervell. "I en segon lloc, amb els elèctrodes que utilitzem, que han estat estandarditzats i provat en anys d’assajos amb animals, molts més centres mèdics podran mesurar l’activitat neuronal en el futur", ha conclòs.