Seminario de neurociencias


Seminario de Neurociencias

El objetivo es ofrecer una plataforma de debate e intercambio de ideas a todos los interesados en el amplio espectro de temas multidisciplinarios de la neurociencia, con el fin de fomentar nuevas colaboraciones y abrir nuevas vías de investigación y sobre todo apoyar en la formación de los estudiantes asociados y jóvenes investigadores.

Horario: 10:00-12:00

Evento gratuito e híbrido

Multiestabilidad bimodal durante detección perceptual en la corteza premotora

SESIÓN - 18
Viernes 05 de abril de 2024

Auditorio C3

Trasmisión por los canales:
YouTube del C3 https://youtube.com/live/IAra3Mvn_LU?feature=share
Facebook del C3 https://fb.me/e/89jijvgaF

Bernardo Andrade
Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlín

¿Cómo consigue el cerebro procesar e integrar la información procedente de distintas modalidades sensoriales? Esta intrigante pregunta se exploró en este estudio registrando la actividad de la corteza premotora ventral (VPC) en dos macacos mientras realizaban una tarea de detección bimodal (BDT). En la BDT, los sujetos debían identificar y notificar la modalidad, o la ausencia, de un estímulo próximo al umbral perceptual que podía ser táctil o acústico. Un enfoque inicial en células individuales reveló la presencia de neuronas que respondían a estímulos táctiles y/o acústicos. Además, algunas unidades mostraban predominantemente respuestas sensoriales, mientras que otras exhiben una actividad sostenida durante la memoria de mantenimiento de la decisión, es decir, entre el inicio del estímulo y la ejecución motora. Para profundizar más estos resultados, empleamos técnicas de reducción dimensional para indagar en la dinámica de la población. Estos análisis en redes biológicas también se compararon con modelos teóricos basados en Redes Neuronales Recurrentes (RNN), donde un hallazgo sorprendente fue la clara divergencia entre las respuestas táctiles y acústicas durante el periodo de estimulación. Este fenómeno fue consistente tanto en los modelos VPC como en los RNN. Durante el retardo, las trayectorias neuronales rotaron dentro de un subespacio ortogonal a las respuestas sensoriales iniciales, preservando eficazmente la memoria de decisión. Esto sugiere que la red puede mantener diferentes respuestas estables que se correlacionan con las tres posibles decisiones de la tarea. En resumen, nuestros hallazgos indican que la VPC está equipada con neuronas capaces de codificación bimodal. Asimismo, su población neuronal posee la notable capacidad de integrar información sensorial competitiva y preservar una decisión respecto a la modalidad a lo largo de un periodo de memoria.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

El reconocimiento de patrones aplicado a la investigación en salud

SESIÓN - 17
Viernes 22 de marzo de 2024

Presencial en el Auditorio del C3

y trasmisión por los canales:
YouTube del C3
Facebook del C3

Jorge Hermosillo Valadez
Centro de Investigación en Ciencias de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos

El reconocimiento de patrones es la capacidad de las máquinas para identificar patrones en datos no estructurados para tomar decisiones o hacer predicciones de manera automática. Intervienen técnicas de análisis estadístico, de reducción de dimensionalidad, y métodos propios del aprendizaje de máquina como el agrupamiento de datos, la regresión, o la clasificación, mediante el uso de modelos lineales, probabilistas o redes neuronales. Se trata de un componente esencial de la Inteligencia Artificial, que puede aportar una perspectiva original a la investigación científica en cualquier ámbito donde se disponga de datos y se desee estudiar relaciones entre ellos. En esta plática, mostraré algunos ejemplos de cómo en el laboratorio de semántica computacional de la UAEM hemos aplicado estas técnicas al estudio de problemas en el campo de la salud.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

En busca de la criticalidad en sistemas neuronales

SESIÓN - 16
Viernes 23 de febrero de 2024

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Juan Claudio Toledo
Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM, Centro de Ciencias de la Complejidad, UNAM.

Las ciencias de la complejidad buscan explicar la rica fenomenología emergente vista en los sistemas complejos a partir de principios generales. La hipótesis de la criticalidad propone que la gran complejidad de los sistemas biológicos descansa en gran parte en que éstos han sido guiados por la evolución hacia “puntos críticos”, estados de organización que exhiben un sofisticado balance entre la robustez y la adaptabilidad y cuyas propiedades permiten la emergencia de dinámicas complejas. Esta idea se ha aplicado con especial énfasis al estudio del cerebro y las redes neuronales biológicas. En las últimas dos décadas la teoría de la criticalidad en el cerebro ha sido ampliamente investigada a través de diversas técnicas de registro y análisis, como la electroencefalografía y la resonancia magnética funcional. El análisis de estos datos ha mostrado que la actividad neuronal en el cerebro muestra patrones característicos de puntos críticos, y que estos patrones pueden ser modificados por diversos factores, como la edad, la enfermedad y el aprendizaje. En esta charla se presentará la investigación al respecto que se desarrolla actualmente en el Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la UNAM. Se explorará el trasfondo de esta idea, la evidencia que existe a su favor, y su potencial para explicar principios fundamentales de la organización y dinámica neuronal.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

La plasticidad sináptica dependiente de actividad como la interfaz entre el sueño y la memoria

SESIÓN - 15
Viernes 26 de enero de 2024

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Corinne J. Montes-Rodríguez
Centro de Investigación en Ciencias, UAEM y Centro de Ciencias de la Complejidad, UNAM

En esta charla se plantea que la plasticidad sináptica dependiente de actividad durante las oscilaciones neuronales que ocurren en el sueño es el mecanismo que permite consolidar las memorias de las experiencias ocurridas durante la vigilia. Durante el sueño se reorganizan las memorias, las oscilaciones neuronales que se presentan permiten abrir ventanas temporales de plasticidad que permiten una comunicación específica entre varias estructuras neuronales. Los genes de expresión temprana son activados por conductas específicas que promueven cascadas intracelulares que como salida última modulan el establecimiento de las conexiones neuronales, promoviendo tanto la conexión como la desconexión neuronal. Su estudio permite una alta resolución espacial (celular), que combinado con el estudio de la conducta, nos permite explorar desde una perspectiva sistémica si el sueño promueve la consolidación de las memorias.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Jerarquía en el procesamiento unimodal de la corteza somatosensorial primaria

SESIÓN - 14
Viernes 24 de noviembre de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Sergio Parra Sánchez
Estudiante Doctorado en Ciencias Biomédicas. Instituto de Fisiología Celular
Tutor: Román Rossi Pool

¿Las cortezas sensoriales procesan más de una modalidad sensorial? Para abordar esta interrogante, los científicos han llevado a cabo numerosos estudios en diversas escalas espacio-temporales usando distintos modelos animales, obteniendo a menudo resultados contradictorios. Algunos trabajos sostienen que este proceso sucede en las cortezas sensoriales tempranas, mientras que otros argumentan que tiene lugar en áreas centrales de las cortezas sensoriales. Para intentar arrojar luz sobre estas incógnitas, en este trabajo nos propusimos estudiar si las neuronas sensoriales de las áreas 3b y A1, de la corteza somatosensorial primaria (S1), procesan y codifican propiedades de estímulos físicos de diferentes modalidades (táctiles y acústicos). Para ello, se registró la actividad neuronal de dichas áreas mientras dos macacos Rhesus realizaron una tarea de detección bimodal, en donde los sentidos del tacto y el oído compiten continuamente. Analizando las propiedades de codificación y variabilidad de las neuronas, organizándolas por campo receptivo relativo a la zona de estimulación, nuestros resultados indican que las neuronas de 3b y A1 son unimodales, es decir, que codifican sólo la modalidad táctil. Además, encontramos que las neuronas de 3b llevan más información de periodicidad que las de A1, poseen menor latencia de respuesta y codificación, y tienen una escala temporal intrínseca más baja. Estas diferencias entre las neuronas de ambas áreas revelan una jerarquía oculta basada en el procesamiento de la información en cada región. Finalmente, empleando una poderosa técnica no lineal de reducción de dimensiones, corroboramos que la actividad en 3b y A1 se puede separar, de esta forma, estableciendo una clara división en la funcionalidad de estas dos subáreas de S1.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

El Globo Pálido interno: contexto, decisión, recompensa… ¿y movimiento?

SESIÓN - 13
Viernes 27 de octubre de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Anil Verma Rodríguez
Estudiante de Doctorado en Ciencias Biomédicas. Instituto de Fisiología Celular
Asesor: Fatuel Tecuapetla

El Globo Pálido interno es particularmente interesante porque es uno de los núcleos de salida de los ganglios basales. Puesto que es un núcleo de pocas neuronas en comparación con las que proyectan a él (3 órdenes de magnitud más), es interesante entender qué variables están codificadas en su actividad. Clásicamente los ganglios basales se han asociado a la función motora porque alteraciones en ellos generan enfermedades que producen un exceso o una disminución de la movilidad.

Pero también hay evidencia experimental de que el GPi codifica valencia (bueno/malo). Se diseñó una tarea conductual para ratones en libre movimiento de integración auditiva que involucra decisión, desplazamiento del animal y recompensa/castigo. La tarea permite evaluar el mismo movimiento en dos contextos diferentes. Tras registrar la actividad del GPi, se encontró que las variables que más varianza capturan de la población son el contexto, la decisión y la recompensa.

Asimismo, las variables de decisión y recompensa parecen estar segregadas en poblaciones neuronales diferentes. Sorprendentemente, la representación de la cinemática del movimiento es dependiente del contexto y además captura una baja varianza de la población, por lo que se descarta que este núcleo sea primordialmente motor.


Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Red funcional y pendiente espectral durante el procesamiento de emociones en niños

SESIÓN - 12
Viernes 29 de septiembre de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Paola Vanessa Olguín Rodríguez
Posdoctorado en Ciencias Biomédicas

Una de las características principales del electroencefalograma (EEG) es su decaimiento de la amplitud como función de la frecuencia 1/fβ, diversos estudios han relacionado la pendiente espectral (β) como un biomarcador para distinguir cambios fisiológicos como sueño, vigilia, enfermedades neurológicas o procesos de maduración cerebral (Pereda et al., 1998; Peterson et al., 2017; Donoghue et al., 2020). Por otro lado, estudiar las fluctuaciones del coeficiente de correlación también ha permitido distinguir procesamientos cognitivos (Olguín et al., 2018). La combinación de medidas univariantes y bivariantes proporcionan más información del procesamiento cerebral durante procesos cognitivos.

El estudio de emociones es idóneo para indagar los cambios del procesamiento de estímulos visuales con la edad. Además, el reconocimiento facial emocional es un proceso que inicia desde etapas tempranas del desarrollo en la infancia, importante para la interacción social (Ramos-Loyo, 2012).

En este trabajo investigamos cambios en la pendiente espectral y fluctuaciones del coeficiente de correlación durante el procesamiento de emociones en niños, con la finalidad de determinar que regiones cerebrales juegan un papel importante en el reconocimiento de emociones y cambios debidos a la edad.


Referencias:

Donoghue, T., Haller, M., Peterson, E. J., Varma, P., Sebastian, P., Gao, R., ... & Voytek, B. (2020). Parameterizing neural power spectra into periodic and aperiodic components. Nature neuroscience, 23(12), 1655-1665.

Loyo, J. R. (2012). Psicobiología del procesamiento emocional. Tendencias actuales de las neurociencias cognitivas, 65.

Olguín-Rodríguez, P. V., Arzate-Mena, J. D., Corsi-Cabrera, M., Gast, H., Marín-García, A., Mathis, J., ... & Müller, M. (2018). Characteristic fluctuations around stable attractor dynamics extracted from highly nonstationary electroencephalographic recordings. Brain connectivity, 8(8), 457-474.

Peterson, E. J., Rosen, B. Q., Campbell, A. M., Belger, A., & Voytek, B. (2017). 1/f neural noise is a better predictor of schizophrenia than neural oscillations. Biorxiv, 113449.

Pereda, E., Gamundi, A., Rial, R., & González, J. (1998). Non-linear behaviour of human EEG: fractal exponent versus correlation dimension in awake and sleep stages. Neuroscience letters, 250(2), 91-94

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Desarrollo de la conectividad funcional cerebral en la infancia y adolescencia

SESIÓN - 11
Viernes 25 de Agosto de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Ponente: Sarael Alcauter
Instituto de Neurobiología - UNAM, Querétaro.

La conectividad funcional cerebral en estado de reposo se ha estudiado ampliamente en el ámbito de las neurociencias por su potencial de identificar marcadores de rasgo y de estado para diversas condiciones neurológicas. En esta charla describiré las bases de la neuroimagen funcional que se aprovechan para estudiar la conectividad funcional y cómo evoluciona durante el desarrollo, desde el nacimiento hasta la edad adulta. Mostraré resultados recientes de nuestro grupo de investigación y las líneas que pretendemos seguir en el futuro inmediato.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Diferencias sexuales en la neurobiología del trastorno del espectro autista

SESIÓN - 10
Viernes 28 de Julio de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Mario Alberto Arias García

El Trastorno del Espectro Autista (TEA) es un trastorno complejo del neurodesarrollo con una prevalencia mundial de alrededor del 1.5 %, (Lyall K., et al. 2017). En México hay pocos estudios. Sin embargo, se estima una prevalencia aproximada del 1% (Fombonne E., 2016).
Ha sido bien documentado que el TEA se presenta con una mayor prevalencia en hombres en comparación con las mujeres en una relación de 4:1 (Maenner, M. J., et al. 2021). Sin embargo, la proporción de sexos en la prevalencia, en la actualidad está en debate, ya que recientes estudios han informado proporciones que van de 2:1 a 5:1 (Loomes, R., et al. 2017; Lord, C., et al. 2020). Este debate contempla distintas aristas que se fundamentan principalmente en teorías emergentes sobre la naturaleza y la etiología del TEA. Por ejemplo: la teoría del cerebro masculino extremo (Baron-Cohen, S., et al. 2005), la teoría del efecto protector femenino (Werling, D. M. 2016) y las teorías del fenotipo del autismo femenino (Bargiela, S., et al. 2016; Head, A. M., et al. 2014).
Tanto hombres como mujeres reúnen los criterios de diagnóstico para el TEA descritos en el DSM-5. Sin embargo, se han reportado diferencias en las manifestaciones clínicas entre ambos sexos. Por ejemplo, los problemas de comunicación son menos comunes entre las niñas con TEA en comparación con los niños, mientras que los niños presentan conductas más restringidas y repetitivas, además de problemas conductuales de externalización, y una mayor impulsividad (Lai, M. C., et al 2015). Por otro lado, las mujeres con TEA presentan puntuaciones significativamente más altas que los hombres en el dominio hiper/hiporreactividad en respuesta a estímulos sensoriales (Gesi, C., et al., 2021).
En el presente trabajo, se estudian las bases neurobiológicas que subyacen a las diferencias de procesamiento somatosensorial entre hembras y machos del modelo de TEA inducido por ácido valproico en roedores.

El Dr. Arias, realizó sus estudios de licenciatura en Psicología (2005-2009) y Doctorado en Ciencias Biomédicas orientado a las Neurociencias en la UNAM (2011-2016), posteriormente realizó un Postdoctorado en el departamento de Neurobiología del Instituto Broad del MIT y Harvard (2016-2019), en donde desarrolló investigación biomédica de frontera enfocada al modelado y entendimiento de desórdenes del neurodesarrollo tales como el autismo, déficit de atención y esquizofrenia. Dentro de sus hallazgos más significativos, identificó y validó nuevos blancos terapéuticos para potenciales tratamientos de estos padecimientos.
Actualmente es Profesor Asociado “C” de tiempo completo en la Facultad de Psicología de la UNAM y responsable del laboratorio de Neurociencia Traslacional, en el que se investigan las bases neurobiológicas de los trastornos psiquiátricos.
Es el coordinador del proyecto de difusión de la ciencia denominado el “Club de Neurociencias”. En su labor de investigación, a la fecha ha publicado diversos artículos en revistas arbitradas internacionales y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde el 2018.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Un código general para categorizar distintos atributos físicos en la corteza premotora dorsal

SESIÓN - 9
Viernes 30 de Junio de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Ponente: Gabriel Díaz de León
Posdoctorado en Ciencias Biomédicas
Tutor: Victor de la Fuente

La corteza premotora dorsal (DPC) ha sido históricamente asociada a la preparación y ejecución de respuestas motoras durante distintas tareas cognitivas. En particular, en este trabajo, estudiamos la actividad neuronal registrada de primates no humanos, mientras ejecutaban una tarea de categorización de dos atributos físicos distintos: frecuencia y amplitud, donde los atributos se presentaron dentro de dos rangos parcialmente traslapados. A pesar de observar una gran heterogeneidad de respuestas a través de la población de neuronas registradas, notamos que la gran mayoría de estas mantuvo su mismo patrón de respuesta para los atributos y rangos distintos, codificando ambos atributos en los mismos periodos de tiempo. Además, observamos la predominancia de una señal categórica persistente a lo largo de la tarea, en particular durante el retraso, periodo de movimiento, y de manera sorprendente, durante el periodo que ocurre entre ensayos. Cuando condensamos la actividad de toda la población neuronal de un mismo atributo, en ejes representativos, observamos que las dinámicas emergentes son puramente categóricas y temporales, y estas se preservan a través de los atributos y rangos. Al ejecutar los mismos cómputos en una población de neuronas registradas en ambos atributos, notamos que las dinámicas de la población para frecuencia revelan las mismas señales cuando proyectamos sobre los ejes de amplitud. Empleando estos métodos reduccionistas no observamos grupos neuronales aislados que codifiquen estos atributos. Contrariamente, las dinámicas se mezclaron a diferentes grados a lo largo de toda la población, formando un continuo de respuestas temporales y categóricas. Nuestros resultados demuestran que la DPC mantiene una representación categórica común para los distintos contextos físicos, lo cual sugiere que esta señal puede ser parcialmente, si no completamente, independiente de la respuesta motora.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Tiempo: Una sinfonía oculta de actividad poblacional en el córtex premotor

SESIÓN - 8
Viernes 26 de Mayo de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Lucas Bayones
Estudiante Posdoctoral, becario Conacyt
Tutor: Román Rossi Pool

La percepción y cálculo del tiempo son funciones cognitivas esenciales que permiten a los organismos anticiparse a eventos futuros y adaptarse a su entorno. Aunque el tiempo no se representa directamente en los sentidos como otros estímulos sensoriales, su percepción es crucial para la supervivencia y la función cognitiva. Sin embargo, a pesar de su importancia, los mecanismos neuronales que subyacen a la percepción del tiempo siguen siendo en gran medida desconocidos.

Basándonos en descubrimientos previos que sugieren un papel vital de las cortezas premotoras en la generación y ajuste de expectativas temporales, hemos avanzado en la exploración de cómo se realiza el cálculo del tiempo en las cortezas premotoras de primates no humanos. Nuestra investigación reciente ha proporcionado nuevas ideas sobre cómo y dónde se realiza el cálculo del tiempo en el cerebro de primates. Hemos descubierto que las cortezas premotoras no sólo están implicadas en la percepción del tiempo, sino que también parecen desempeñar un papel en el almacenamiento de la memoria de trabajo para dicho cálculo. Además, nuestros hallazgos indican que la percepción y el cálculo del tiempo emergen a nivel de la red, siendo perceptibles sólo cuando se emplean cálculos poblacionales con reducción de dimensiones, y no a nivel de neuronas individuales. Estos hallazgos ofrecen una nueva perspectiva sobre cómo las cortezas premotoras pueden contribuir a la percepción y el cálculo del tiempo, y cómo estos procesos se realizan a nivel de la red neuronal. Este entendimiento podría tener implicaciones significativas para nuestra comprensión de las funciones cognitivas superiores, como la toma de decisiones y el control motor, y podría abrir nuevas vías para el tratamiento de trastornos neurológicos que afectan la percepción del tiempo. En resumen, hemos demostrado la importancia de las cortezas premotoras en la percepción y el cálculo del tiempo en primates no humanos y cómo estos procesos emergen a nivel de red. A medida que continuamos explorando estos fenómenos, esperamos arrojar más luz sobre los mecanismos neuronales subyacentes y avanzar en nuestra comprensión de este aspecto fundamental de la cognición.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Organización de la actividad neuronal córtico-límbica durante el sueño y la vigilia en humanos

SESIÓN - 7
Viernes 28 de Abril de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Zeidy Muñoz Torres
Grupo Dinámica Neural, Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) y Facultad de Psicología de la UNAM

El sistema límbico es un grupo de estructuras central en el procesamiento de la información emocional. El estudio de la actividad cerebral profunda durante el sueño en humanos se ha restringido al uso de técnicas de neuroimagen, demostrando una superposición de redes cerebrales implicadas en el sueño y el procesamiento emocional. No obstante, se ha descrito actividad oscilatoria orientada a la generación de modos funcionales internos que pueden operar en presencia o ausencia de estímulos sensoriales.

Para estudiar la organización de la actividad neuronal del sistema límbico y la corteza cerebral durante el sueño y la vigilia, registramos la actividad de la amígdala y el hipocampo con electrodos intracraneales, simultáneamente a la actividad de superficie utilizando electroencefalografía (EEG) en pacientes con epilepsia candidatos a neurocirugía. Se comparó la dinámica neuronal en dos aspectos: distribución de la potencia espectral y acoplamiento temporal córtico-subcortical.

Los resultados muestran una potencia similar de la amígdala entre vigilia y sueño de movimientos oculares rápidos (MOR), sugiriendo que la amígdala se encuentra tan activa en vigilia como en la fase de sueño característica de las ensoñaciones. La mayor potencia y sincronía de la banda de husos durante el sueño no-MOR indica que el hipocampo tiene una comunicación con amplias regiones corticales mientras la amígdala se comunica con el lóbulo temporal. Paradójicamente, durante el sueño MOR la comunicación córtico-límbica fue mayor en frecuencias lentas.

Mientras que estudios previos de sueño han descrito la actividad metabólica del sistema límbico humano, nuestros resultados muestran el patrón eléctrico correspondiente durante toda la noche. Las interacciones coordinadas en un amplio circuito cerebral humano que está involucrado en la emoción y la memoria pueden proporcionar una comprensión más profunda de las funciones del sueño relacionadas con la cognición y el procesamiento emocional.

Informes:
Markus F. Müller, muellerm@uaem.mx
Román Rossi Pool, romanr@ifc.unam.mx

Malformaciones de la corteza cerebral susceptibles a generar epilepsia

SESIÓN - 6
Viernes 31 de Marzo de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Ana Aquiles
Programa educativo: Doctorado en Ciencias Biomédicas
Asesor: Luis Concha

Las malformaciones del desarrollo cortical ocurren durante el periodo de gestación debido a errores en la regulación de este proceso. Las displasias corticales son un tipo de estas que se caracterizan por perder la organización por capas e inclusive la limitación entre la barrera de la materia gris y blanca, además de que las neuronas que las constituyen generalmente presentan morfologías anormales, siendo variables en extensión y localización.

La relevancia de estas malformaciones reside en la generación de epilepsia resistente a fármacos, teniendo mayor incidencia en la población infantil, aunque también puede desarrollarse en la etapa adulta. Su prevención y tratamiento aún son complicados debido a la variabilidad que presentan, además de que sigue siendo poco clara la relación que tienen con la generación de epilepsia. Para acercarnos más al entendimiento de esto último, estudiamos la actividad cortical de estas malformaciones, logrando describir algunas de las características que las podrían hacer susceptibles a la generación de epilepsia.

Ana estudió la carrera de Biología, en la Facultad de Ciencias de la UNAM. Actualmente, está realizando el doctorado en Ciencias Biomédicas, bajo la dirección del Dr. Luis Concha. Su trabajo está enfocado en la descripción de la conectividad neuronal de procesos biológicos bajo patologías como epilepsia.

Caracterización del desarrollo cerebral de recién nacidos mediante técnicas de evaluación del sueño

SESIÓN - 5
Viernes 24 de febrero de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Lourdes Cubero Rego
Instituto de Neurobiología de la UNAM

Durante el último trimestre de la gestación y en el primer año de vida ocurren cambios rápidos en el desarrollo del encéfalo, relacionados con el establecimiento de las conexiones tálamo-corticales y córtico-corticales, estas últimas de corto y largo alcance, así como un aumento masivo de la sinaptogénesis y la mielinización axonal. En la medida en que estos procesos se lleven a cabo exitosamente, servirán como base estructural para otros cambios madurativos, dependientes de la presencia de acción sensorial y motora adecuadas en períodos críticos del desarrollo.

Es importante conocer los rasgos electrofisiológicos normales de estos procesos tempranos, para poder identificar a los neonatos y lactantes que, por alteraciones cerebrales, se desvían del establecimiento normal de estas conexiones y, por tanto, necesitarán neurohabilitación y otros tratamientos tempranos, dado que el repertorio clínico del niño en estas edades es muy limitado, resulta difícil detectar con certeza aquellos con riesgo mayor de alteraciones futuras.

El electroencefalograma (EEG) permite estudiar funcionalmente estos procesos de manera accesible y no invasiva. El avance cada vez mayor de las técnicas de análisis cuantitativo (qEEG) permite realizar una evaluación más objetiva, reproducible y eficiente de los trazados electroencefalográficos. El desarrollo de los rasgos cualitativos del EEG, descritos mediante el análisis visual, es bien conocido en estas edades, pero existen pocos estudios que analicen de forma cuantitativa el EEG del recién nacido y del niño sano menor de un año. Los reportes existentes usan las bandas anchas convencionales del EEG disponibles en los equipos de registro, y, entre otras limitaciones, frecuentemente no distinguen entre fases del sueño, o unen en grupos comunes distintos tipos de niños (neonatos prematuros y a término), por lo que es muy difícil llegar a conclusiones consistentes en cuanto al desarrollo del qEEG en estas primeras etapas.

Presentaremos un proyecto postdoctoral centrado en el análisis cuantitativo del EEG mediante varias técnicas. La caracterización cuantitativa de los tipos de sueño, descritos en diferentes grupos de edad resulta del mayor interés teórico y práctico.

Stationary EEG Pattern relates to large-scale Resting State Networks - an EEG-fMRI study connecting brain networks across time-scales

SESIÓN - 4
Viernes 27 de enero de 2023

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Daniel Arzate Mena
Universidad Autónoma del Estado de Morelos

Relating brain dynamics acting on time scales that differ by at least an order of magnitude is a fundamental issue in brain research. The same is true for the observation of stable dynamical structures in otherwise highly non-stationary signals. The present study addresses both problems by the analysis of simultaneous resting state EEG-fMRI recordings of 53 patients with epilepsy. Confirming previous findings, we observe a generic and temporally stable average correlation pattern in EEG recordings. We design a predictor for the General Linear Model describing fluctuations around the stationary EEG correlation pattern and detect resting state networks in fMRI data. The acquired statistical maps are contrasted to several surrogate tests and compared with maps derived by spatial Independent Component Analysis of the fMRI data. By means of the proposed EEG-predictor we observe core nodes of known fMRI resting state networks with high specificity in the default mode, the executive control and the salience network. Our results suggest that both, the stationary EEG pattern as well as resting state fMRI networks are different expressions of the same brain activity. This activity is interpreted as the dynamics on (or close to) a stable attractor in phase space that is necessary to maintain the brain in an efficient operational mode. We discuss that this interpretation is congruent with the theoretical framework of complex systems as well as with the brain's energy balance.

Bucles de retroalimentación mixta en las neuronas del núcleo supraquiasmático y su papel en la actividad circadiana.

SESIÓN - 3
Viernes 02 de diciembre de 2022

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Omar Patricio Juárez Álvarez
Programa educativo: Doctorado en Ciencias Matemáticas.
Asesor: Alessio Franci

El núcleo supraquiasmático (NSQ) es un conjunto de neuronas que funciona como reloj maestro, encargado de regular cascadas de fenómenos circadianos. A pesar del alto grado de heterogeneidad en sus nodos, esta red es capaz de mantener actividad rítmica estable con diversos patrones temporales según la subpoblación que se observe. En esta charla discutiremos los diversos mecanismos, tanto individuales como colectivos, que regulan los ritmos circadianos en NSQ, estableciendo así un esquema de retroalimentación mixta (positiva rápida, negativa lenta) entre los nodos de la red. Estos elementos son incorporados en un novedoso modelo matemático dónde se aprecia la formación de patrones temporales de evolución.

Dinámica funcional de los potenciales de campo local (LFPs) a lo largo de la vía cortical de procesamiento somatosensorial

SESIÓN - 2
Viernes 28 de octubre de 2022

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Jerónimo Zizumbo Colunga
Programa educativo: Doctorado en Cs. Biomédicas
Asesores: Román Rossi Pool

Las decisiones perceptuales son uno de los procesos cognitivos que más a menudo realizan los cerebros. Por ello, estudiar la actividad neuronal durante estos ha sido una de las apuestas para comprender el funcionamiento del cerebro. En esta plática hablaremos sobre la actividad de cinco áreas diferentes de la corteza cerebral durante una tarea de toma de decisiones perceptuales y, en particular, veremos como un aproximación de análisis sencilla con LFPs (potenciales del campo eléctrico local), revela una señal novedosa e inesperada en un área sensorial primaria.

Determinación de caos mediante fases de Fourier

SESIÓN - 1
Viernes 30 de septiembre de 2022

Auditorio C3

Trasmisión por el canal de YouTube del C3 http://www.youtube.com/c/CentrodeCienciasdelaComplejidadC3

Alberto Isaac Aguilar Hernández
Programa educativo: Doctorado en ciencias (Física)
Asesores: Markus Müller Bender, Gustavo Martínez Mekler

El principal método para probar que un sistema opera en un régimen caótico es la estimación del exponente máximo de Lyapunov. Calcular este exponente a partir de señales empíricas presenta ciertas complicaciones pues tiene que realizarse una reconstrucción del espacio fase, entre otros parámetros de ajuste. Esto únicamente es posible cuando los datos contienen una componente ruidosa despreciable, son estacionarios y provienen de un sistema de muy baja dimensión, requisitos que usualmente en sistemas biológicos no se cumplen. En este trabajo proponemos un nuevo método que permite determinar cuando un sistema dinámico, discreto o continuo, se encuentra en régimen periódico o caótico utilizando información no lineal obtenida a partir de las fases de Fourier. También exploramos la aplicación de este método a sistemas en régimen cuasiperiódico y señales altamente contaminadas con ruido. Como sistemas de prueba estudiamos los modelos del mapeo de Hénon, sistema Lorenz, sistema Rössler y sistema Van der Pol. El método que proponemos no tiene las complicaciones y restricciones que implica la reconstrucción de un espacio fase, además es muy sensitivo y robusto ante ruido. En muchos sistemas es de primordial importancia conocer la existencia y localización de puntos críticos pues esto se relaciona directamente con transiciones de fase. Realizar lo anterior requiere tener el modelo del sistema, que no siempre es posible, y un alto poder de cómputo. Nuestro trabajo propone una nueva metodología para la detección de puntos críticos haciendo extensión del método ocupado en los sistemas dinámicos y análisis de imágenes que no presenta las complicaciones antes mencionadas. Para mostrar los resultados utilizamos un modelo de percolación en dos dimensiones.