La biomedicina echa mano de la teoría de redes

¿Cómo acaba un físico ofreciendo vías de estudio para el diagnóstico precoz del Alzheimer? La teoría de redes complejas es un nuevo ejemplo de la multidisciplinariedad de la biomedicina moderna.

José A. Plaza | 06/10/2011 00:00

De izquierda a derecha, el grupo de Bocaletti (en el centro): Juan Antonio Almendral, Ricardo Bajo, Irene Sendiña, Inma Leiva, Ricardo Gutiérrez y Massimiliano Zanin. (José Luis Pindado)

La teoría de redes complejas es una disciplina que apenas cuenta con una década de vida pero que ya tiene aplicación en campos muy diversos. Además de la física, la economía y la sociología, la biomedicina es uno de los ámbitos afortunados.

Stefano Bocaletti, uno de los pioneros en Europa del estudio de las teorías del caos y de las redes complejas, ha obtenido la cátedra Fundación BBVA-Universidad Politécnica de Madrid (UPM) de Investigación Científico-Tecnológica. Durante los próximos cuatro años dirigirá a un equipo de diez investigadores procedentes de España, Italia e Israel. Su objetivo, entre otros, es obtener un mapa de cómo funciona el cerebro y desarrollar herramientas de detección precoz de enfermedades neurodegenerativas.

Más que suma neuronal
Bocaletti ha explicado a Diario Médico que trabajar con la teoría de sistemas complejos supone un punto de vista predictivo. Todo parte de una máxima: la información que emerge de la interacción entre elementos es mayor que la que aporta la suma de estos elementos. En biología ha supuesto un cambio de concepto: "Siempre se ha estudiado la célula individual, lo que ha aportado un gran conocimiento. Pero el cerebro es mucho más que la suma de millones de neuronas". Éstas interactúan creando dinámicas realmente complejas".

La accesibilidad a grandes bases de datos y la creación de nuevos algoritmos matemáticos acercó la posibilidad de hacer predicciones sobre el funcionamiento de una red compleja.

Esto, enfocado hacia la medicina, se traduce en posibles mejoras diagnósticas. En neurología, el equipo de Bocaletti se vale de magnetoencefalografías para "construir una red de representaciones de datos y luego calcular indicadores hábiles para detectar prediagnósticos en neurodegeneración". La nefrología también es otra de las dianas para el grupo de Bocaletti, que ha apuntado las posibilidades de la teoría de las redes complejas aplicada a la nefropatía obstructiva, que supone la primera causa de trasplante renal en recién nacidos.

¿Quién sufrirá Alzheimer?

En neurodegeneración, los investigadores se han puesto en el diagnóstico temprano del Alzheimer una de sus prioridades. Bocaletti confía en poder discernir quién de los afectados de deterioro cognitivo temprano (el paso previo al Alzheimer), terminará desarrollando la enfermedad. Gracias al uso de magnetoencefalogramas y otras pruebas diagnósticas propias de la rutina clínica actual, pretende cambiar la perspectiva para aumentar el conocimiento: "El reto es reconstruir redes funcionales. Queremos establecer el grado de correlación temporal entre señales cerebrales estableciendo comparaciones funcionales". Con un análisis de estructura de redes neuronales, se obtendrían indicadores que distinguirían subpoblaciones con un mayor riesgo de desarrollar el Alzheimer.

Estudio con langostas
El grupo de Bocaletti divide su trabajo en tres líneas de investigación. Una puramente teórica, en la que casi todos los investigadores son físicos, y en la que se desarrollan nuevas tecnologías para la modelización de redes. Una segunda trabaja sólo con análisis de datos, mientras que la tercera es la más experimental.
En esta última se trabaja con langostas, a las que se extraen neuronas vivas para interrumpir las conexiones sinápticas: "Se logra una suspensión neuronal aislan do las células y, después, se reconstruyen las conexiones artificialmente". La red que surge no es en absoluto igual que la original, pero es una mina de oro para el estudio neurológico.

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