El cervell humà presenta una gran variabilitat entre regions a nivell molecular, anatòmic i fisiològic. Per abordar com aquesta diversitat impacta en les dinàmiques neuronals que impliquen múltiples regions cerebrals, s'ha creat un model computacional que integra la connectivitat estructural i la distribució regional de receptors muscarínics, relacionats amb l'excitabilitat neuronal.
Les simulacions d'aquest model, que abasten des de patrons similars a la vigília fins a dinàmiques pròpies del son, han mostrat que la distribució espacial dels receptors contribueix a organitzar la coordinació entre regions cerebrals i la transmissió d'informació dins la xarxa neuronal.
“"Els nostres resultats indiquen que la heterogeneïtat molecular no és només soroll biològic. La forma en què es distribueixen el cablejat i els diferents receptors al cervell és fonamental per generar patrons eficients de comunicació i facilitar les transicions entre diferents estats cerebrals."
L'estudi també assenyala que aquesta organització espacial afavoreix el flux d'informació entre regions i contribueix a fenòmens com les ones cerebrals lentes localitzades, observades durant el son o en situacions associades a lapsos d'atenció o lesions cerebrals.
“"Aquest treball mostra que un dels reptes per comprendre el funcionament del cervell és la integració a diferents escales, des de la informació molecular que caracteritza cada regió cerebral fins a la connectivitat funcional i anatòmica a escala macroscòpica que podem mesurar a la clínica. Els models computacionals del cervell són fonamentals per aconseguir-ho."
Tot i que els resultats no tenen una aplicació clínica immediata, el model ofereix un nou marc conceptual per comprendre millor fenòmens observats en pacients, com dèficits cognitius després d'una lesió cerebral o alteracions de la consciència. Representa un pas important cap al desenvolupament de models computacionals personalitzats que integrin tant el conectoma com el perfil neuroquímic de cada pacient.
