Neuronek duten banaketa berezia azaleratu dute

Juanma Gallego

Ugaztunen garunean dauden zelulak banaketa patroi jakin baten araberakoa dela aurkitu du ikertzaile talde batek. Arrazoia argitzeko moduan egon ez badira ere, zelulen biderketa prozesuaren ondorio izan zitekeela iradoki dute.

Sarritan errepikatu izan da kanpo espazioa ez dela, inondik inora, esploratzeke daukagun lurralde bakarra, eta ozeanoena ere badela, hein handi batean, apenas urratu gabe daukagun eremu erraldoi bezain gertukoa. Hala da, zentzu batean. Baina gero eta gehiago dira apustua maila bat igotzen dutenak: hauek azpimarratzen dute gertuago daukagula oraindik ere are ezezagunagoa zaigun espazio zabal eta handi bat: geure garuna bera.

Behin baino gehiagotan aipatu dugu garunaren mapa bat osatzeak suposatzen duen erronka. Eta, mapa horretara iritsita ere, hori eskura izateak ez du bermatuko, inondik inora, lurralde ezezagun honen barruan gertatzen dena ulertuko dugunik. Gauzak hala izanik, nekez ulertuko dugu gizakia bere benetako arimaren motorra ulertu gabe. Zentzu honetan, beste eremu askotan bezala, arazoa ez da soilik zer ez dakigun, ez dakigula ez dakigun hori baizik.

Azken paradoxa honen adibide xumea dakargu oraingoan. Zientzialari talde batek hainbat ugaztunen garunetan neuronen banaketa nolakoa den ikertzeari ekin dio, eta konturatu da horien banaketa patroi jakin baten araberakoa dela. Zehazki, ugaztunen garunetako eremu kortikaletan neuronen dentsitatearen banaketa nola antolatzen den aurkitu dute: banaketa lognormal baten arabera izaten da. Ikasitakoa Cerebral Cortex aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean aurkeztu dute.

Ikerketa egiteko, aurretik argitaratutako datuetan oinarritu dira. Garunetako lagin histologikoetan abiatuta, datuek adierazten dute garunaren toki bakoitzean zenbat neurona dauden. Behin hauek jasota eta bateratuta, horien analisi estatistikoa egin dute. Zazpi ugaztun espezieren inguruan publiko diren bederatzi datu basetan abiatu dira azterketa osatzeko. Horietatik gehienak primateak dira: sagua, titia, makakoa, galagoa, tximino hontza (Aotus nancymaae), babuinoa eta gizakia.

Prentsa ohar batean azaldu dutenez, banaketa lognormalek banaketa asimetriko positiboa dute: eskumako errenkada luzeagoa da ezkerreko errenkadaren aldean, banaketa mota honetan aldagaiek balore handiak hartzeko joera dutelako.

“Banaketa estatistiko batean, normalean erdian batez besteko bat dago, eta, inguruan, gehiago edo gutxiago”, azaldu du Forschungszentrum Jülich ikerketa zentroko neurozientzialari konputazional Aitor Morales-Gregoriok. “Alabaina, aztertu ditugun garunen kasuan, ez da horrela izaten: batez besteko bat ematen da, baina balio asko oso altuak dira. Horrek sortzen du buztan luze baten itxura hartzen duen banaketa mota bat”.

Aldagai independente asko batzen direnean banaketa normalak sortzen diren modu berean, aldagai independente asko biderkatzen direnean sortzen dira naturan banaketa lognormalak. Horrek eraman ditu ikertzaileak pentsatzera zelulen biderketan egon daitekeela orain ikusitako banaketa honen abiapuntua. “Jakina denez, organismoak hazten direnean, eta zelula diren heinean, neuronak biderketa prozesu baten bitartez sortzen dira. Prozesu horrek badu, nolabait esateko, zarata apur bat, eta hortik abiatu zitekeen banaketa berezi hau”, iradoki du Morales-Gregoriok.

Banaketa berezi hau unibertsala izan daiteke, ala soilik ugaztunetan gertatzen al da? “Ez dakigu. Guk momentuz soilik ugaztunetako kortexa aztertu dugu; ugaztunetan baino ez dago, hain justu, garunaren zati hau. Ikusteko dago, beraz, bestelako garunetan banaketa hau ere ematen ote den”. Jatorri hau izatekotan, litekeena da animalia guztietan gertatzea. Are gehiago, gerta liteke ere gorputzaren beste toki batzuetako ehunetan ere gertatzea, baina hori etorkizuneko ikerketek argitu beharko dute. Espezie desberdinetan aurkitu dutenez, susmoa dute banaketa honek nolabaiteko “abantaila konputazionala” izan dezakeela.

Zientzialariek babestu dutenez, aurkikuntza honen aplikazioetako bat konektibitateari buruzko ikerketa berrietara bideratu daiteke. Izan ere, neuronen banaketaren araberakoa izan daiteke hau. Kasurako, sinapsia konstantea izatekotan, ezinbestean neurona dentsitate txikiagoa dagoen eremuetan neurona bakoitzak sinapsi gehiago izan beharko lituzke.

Besteak beste, bereziki garrantzitsua izan daiteke hardware neuromorfikoaren garapenerako. Jakina da gaur egun dauden ordenagailuek ez dutela lan egiten gure garunak egiten duen moduan, baina zenbait proiektutan garunaren funtzionamendua imitatzen saiatzen ari dira. Arrazoietako bat garuna beste ezein ordenagailu baino askoz efizienteagoa dela. “Ahalegin horretan, garrantzitsua izango da jakitea zelan konektatu ahal diren nodo desberdinak sarean”, azpimarratu du neurozientzialari konputazionalak.

Gaia ezagutzen ez dugunontzat, eman lezake garunean zehar neuronen banaketa uniformea dela, baina hau ez da horrela, inondik inora, Morales-Gregoriok berak argitu duenez. “Adibide bat jartzearren, atzeko aldean dagoen kortex bisualean milimetro kubo bakoitzeko ehun mila neurona inguru egongo dira. Aldiz, kortex motorrean hogeita hamar mila daude”.

Hortaz, orain eskuratutako ezagutza garuna ulertzeko baliogarria izango dela uste du zientzialariak. Dena dela, norabide horretan oraindik dagoen lana eskerga da.
“Ordenagailuak asmatu zirenean, pentsatzen zen hamarkada baten bueltan erreplikatu ahalko zela garuna ordenagailu baten barruan, baina beti atzeratu izan den kontua da, bidean aurrera egin ahala konplexutasun maila gehiago ateratzen direlako. Adibideetako bat da orain argitu dugun banaketa estatistiko berri hau”, babestu du Morales-Gregoriok. “Baina horrek ez du esan nahi, noski, erronka horretan ahalegindu behar ez garenik”.

Erreferentzia bibliografikoa

Morales-Gregorio, Aitor; van Meegen, Alexander; van Albada, Sacha J. (2023). Ubiquitous lognormal distribution of neuron densities in mammalian cerebral cortex. Cerebral Cortex, 33(16), 9439–9449. DOI: 10.1093/cercor/bhad160.

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.