Inédito: 3 científicos de Santa Fe crearon una red neuronal artificial para estudiar el autismo

Una novedosa investigación para la comunidad científica de la región y el país tiene como protagonistas a tres investigadores jóvenes que pertenecen al Conicet Santa Fe y la UNL, más una colega de Bariloche. Los cuatro desarrollaron un sistema de redes neuronales artificiales mediante una simulación computacional, que permite estudiar procesos fisiológicos y perceptuales que ocurrirían en personas con Trastorno del Espectro Autista (TEA).

Quienes idearon este estudio son el Dr. Rodrigo Echeveste, Enzo Ferrante y Diego Milone, los tres del Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional -Sinc(i)- de la ciudad capital, de doble dependencia Conicet Santa Fe-UNL; e Inés Samengo, también del Conicet en el Instituto Balseiro y en el Departamento de Física Médica del Centro Atómico Bariloche. Pero, ¿cómo abordaron tan compleja tarea?

Antes de llegar a la simulación computacional, los investigadores partieron de una teoría perceptual desarrollada por dos científicos de Australia y de Italia. Esa teoría sostiene que el "balance" entre la información sensorial que las personas recogen del mundo exterior con la información previa de saberes se produce "de una forma menos conveniente" en personas con TEA.

Es decir, en quienes tienen autismo se da un "sobrepeso" de la información sensorial por sobre los saberes previos. "Y nuestra idea fue analizar cómo se vincula esto con el mundo neurofisiológico. Para ello, recurrimos a una colección de observaciones empíricas, donde se demostró que hay un 'desbalance' entre los mecanismos fisiológicos de excitación y de inhibición", explica el Dr. Rodrigo Echeveste, en diálogo con El Litoral.

Dos sistemas

Hay dos tipos de neuronas en el cerebro: las excitatorias, que cuando se activan tienen a "movilizar" a las demás: justamente, las excitan y ponen en funcionamiento. Y el segundo son las neuronas inhibitorias, que tienden a "apagar" a las demás. "Es como una constante lucha de fuerzas entre los dos tipos de neuronas: unas activan y las otras apagan", pone como ejemplo el investigador.

Excitación e Inhibición son entonces dos funciones cerebrales que tienen que estar bien balanceadas para que todo funcione de manera óptima. En personas con un neurodesarrollo típico, ese balance se da. "Pero en personas con autismo se ha encontrado un pequeño desbalance. Nuestra intención fue vincular estos dos mundos: el microscópico de la fisiología con el de la percepción y el comportamiento", refuerza el investigador su conceptualización.

Con todo, "lo que queríamos mostrar en este trabajo, mediante una simulación computacional, es cómo ese desbalance a nivel neuronal en personas con TEA se traduce en una combinación distinta al nivel de la percepción, tomando la información sensorial y la previa. Se trata, sin más, de tender un puente entre fisiología y percepción", aclara Echeveste.

En las computadoras

Los investigadores ya tenían un sistema de simulación que mostraba cómo se combina la información sensorial y los saberes previos en el cerebro humano dentro la población con neurodesarrollo típico, a partir de un trabajo previo del Dr. Echeveste con colaboradores del Reino Unido.

Entonces, lo que hicieron fue "ajustar la fórmula" para analizar el desbalance entre excitación e inhibición, y cómo éste puede modificar la percepción: "Con esas modificaciones, se tomó algo ya hecho y se adaptó para incorporar así el estudio del espectro autista", añade el científico.

-¿A qué información sobre el Trastorno del Espectro Autista cree que podrían acceder y, sin intención de generar falsas expectativas, qué puertas podría abrir esta investigación?, consultó El Litoral a Rodrigo Echeveste.

-Vale aclarar que hay muchísimas cosas aún que no sabemos sobre el autismo. Pero nuestra intención es empezar a conectar piezas, algo así como armar un gran rompecabezas. Y estamos con este trabajo juntando dos piecitas para tratar de entender cómo se relaciona la fisiología con la percepción en personas con TEA.

Eventualmente, se podría "atacar" ese desbalance entre excitación-inhibición, pero falta un muy largo camino por recorrer. No obstante, si logramos entender un poco mejor cómo se vincula el mundo microscópico-fisiológico de las personas con Espectro Autista con el de la percepción y del comportamiento, esto podría quizás conducir en el futuro al diseño de estrategias terapéuticas.

"Son simulaciones computacionales escritas en un determinado lenguaje informático por nosotros mismos. Se utiliza esta red neuronal artificial para hacer experimentos que no se pueden hacer en seres humanos, y testear hipótesis", expresa Echeveste.

"Si logramos entender un poco mejor cómo se vincula el mundo fisiológico de las personas con TEA con el de la percepción y del comportamiento, esto podría quizás conducir en el futuro al diseño de estrategias terapéuticas", dice el investigador.

El Puente Colgante, la metáfora

El equipo de investigación diseñó una imagen que sirve como una suerte de metáfora: en ella aparece el Puente Colgante de la capital provincial. El dibujo digital busca simbolizar la esencia del trabajo: por un lado, el "ojo" a la izquierda representa a la percepción, y a la derecha está representada la fisiología, con una red neuronal.

"Justamente, la significación de esta imagen es que tratamos con el estudio de tender un puente entre el mundo fisiológico y el mundo perceptual en las personas con TEA, todo representado con el color azul. Tratamos de tender puentes desde Santa Fe para comprender mejor el autismo", sintetiza Echeveste.