Imagínese salir del metro a una calle concurrida o ir a un concierto ruidoso con luces intermitentes. Al principio, te estimula mucho el ruido de la calle bulliciosa o las luces estroboscópicas, pero luego, naturalmente, te acostumbras. Sin esta capacidad de adaptación, todos nos volveríamos locos, especialmente teniendo en cuenta la cantidad de estímulos con los que nos bombardeaban a diario. Y no son solo humanos tampoco. Podría ser que todos los organismos sigan la misma curva de adaptación fisiológica, regida por una ley universal de fisiología descubierta recientemente por investigadores de la Universidad de Toronto.
Profesor Willy Wong. Crédito: Matthew Tierney / Ingeniería de la Universidad de Toronto.
El equipo de investigadores que encontró esta relación universal de la fisiología estuvo dirigido por el Prof. Willy Wong. Aunque los hallazgos tienen enormes implicaciones para la biología, Wong es en realidad profesor de ingeniería biomédica e informática. Anteriormente, realizó importantes contribuciones a las interfaces cerebro-máquina, como el diseño de una prótesis de retina que restaura la visión parcial de los pacientes ciegos.
Fue este trabajo en la interfaz entre los sentidos y el cerebro lo que eventualmente lo llevó a una madriguera de conejo donde notó que nuestra respuesta a diferentes estímulos sigue una curva sorprendentemente similar. Y todo parece deberse a cómo se comunican las neuronas.
Para comunicarse entre sí, las neuronas disparan un impulso nervioso conocido como potencial de acción. Este potencial de acción, que siempre se dispara con la misma intensidad, se activa solo una vez que se alcanza un cierto umbral.
Los potenciales de acción no vienen a medias, dice Wong. O obtienes uno o no lo haces. Si lo hace, la neurona necesita algo de tiempo para recargarse antes de que pueda disparar otra. En la adaptación, la tasa de generación de potencial de acción cae gradualmente hasta un estado estacionario distinto de cero.
En su nuevo estudio, Wong y sus colegas compararon 250 medidas de adaptación de diferentes campos de la psicología sensorial y descubrieron que todas convergían en una sola ecuación. Esta ecuación muy simple describe la respuesta de adaptación en todos los animales, desde los vertebrados como los mamíferos hasta los invertebrados como los insectos, y es válida para los cinco sentidos: vista, oído, tacto, gusto y olfato.
La ecuación se puede establecer como la respuesta de estado estacionario (SS) es igual a la raíz cuadrada del producto entre la actividad antes de la aplicación del estímulo (SR) y la actividad máxima que ocurre en la primera presentación del estímulo (PR). En formato visual, esta ecuación describe una curva que se eleva instantáneamente cuando encontramos un nuevo estímulo, pero luego disminuye gradualmente hasta que alcanzamos un nuevo equilibrio.
Gráfico que muestra la respuesta de adaptación sensorial idealizada. Crédito: Willy Wong.
La ecuación se aplica a prácticamente todos los seres vivos, incluidas las medusas, que son algunos de los organismos multicelulares más antiguos.
Si los ilumina con una luz, vuelan hacia la luz o se alejan de ella, pero solo porque sus fotorreceptores están conectados a la salida de su motor, dice. Lo que plantea la pregunta, ¿es esta ecuación universal? En el futuro, si encontramos extraterrestres con una exobiología nunca vista en este planeta, ¿podrían también estar sujetos a las mismas limitaciones o principios?
Los hallazgos se basan en datos de cientos de estudios independientes no relacionados, que utilizaron diferentes métodos y se realizaron en diferentes períodos de tiempo que abarcan décadas. Aunque esto no es una prueba absoluta, la naturaleza unificada de esta investigación fortalece la noción de que todas las cosas procesan estímulos de acuerdo con una ley universal.
Todos estos datos estaban allí, dice Wong. Todos se ajustaban a la misma relación media geométrica. No depende del investigador, del equipo que se utilizó o del organismo. Desde esa perspectiva, es universal.
El estudio fue publicado esta semana en la revista Frontiers in Human Neuroscience.
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