Red cerebral a gran escala

Las redes cerebrales a gran escala (también conocidas como redes cerebrales intrínsecas ) son conjuntos de regiones cerebrales extensas que muestran conectividad funcional mediante análisis estadístico de la señal BOLD de fMRI ^{[ 1 ]} u otros métodos de registro como EEG ^{[ 2 ]} , PET ^{[ 3 ]} y MEG ^{[ 4 ]} . Un paradigma emergente en neurociencia es que las tareas cognitivas no son realizadas por regiones cerebrales individuales que trabajan de forma aislada, sino por redes que consisten en varias regiones cerebrales discretas que se consideran "funcionalmente conectadas". Las redes de conectividad funcional pueden encontrarse utilizando algoritmos como el análisis de clústeres , el análisis de componentes independientes espaciales (ICA), basados ​​en semillas y otros ^{[ 5 ]} . Las regiones cerebrales sincronizadas también pueden identificarse mediante la sincronización de largo alcance del EEG, MEG u otras señales cerebrales dinámicas ^{[ 6 ] .}

El conjunto de áreas cerebrales identificadas que están conectadas entre sí en una red a gran escala varía con la función cognitiva. ^{[ 7 ]} Cuando el estado cognitivo no es explícito (es decir, el sujeto está en "reposo"), la red cerebral a gran escala es una red de estado de reposo (RSN). Como un sistema físico con propiedades de tipo gráfico, ^{[ 6 ]} una red cerebral a gran escala tiene nodos y aristas y no puede identificarse simplemente por la coactivación de áreas cerebrales. En las últimas décadas, el análisis de redes cerebrales se ha hecho posible gracias a los avances en las técnicas de imagen, así como a las nuevas herramientas de la teoría de grafos y los sistemas dinámicos .

La Organización para el Mapeo del Cerebro Humano creó el Grupo de Trabajo para la Taxonomía Armonizada de Redes (WHATNET) para trabajar hacia un consenso sobre la nomenclatura de redes. ^{[ 8 ]} WHATNET realizó una encuesta en 2021 que mostró un alto grado de acuerdo sobre el nombre y la topografía de tres redes: la "red somática", la " red por defecto " y la "red visual", mientras que otras redes mostraron menos acuerdo. Varios problemas dificultan el trabajo de crear un atlas común para las redes: algunos de estos problemas son la variabilidad de las escalas espaciales y temporales, la variabilidad entre individuos y la naturaleza dinámica de algunas redes. ^{[ 9 ]}

Algunas redes cerebrales a gran escala se identifican por su función y proporcionan un marco coherente para comprender la cognición al ofrecer un modelo neuronal de cómo emergen diferentes funciones cognitivas cuando distintos conjuntos de regiones cerebrales se unen como coaliciones autoorganizadas. El número y la composición de las coaliciones variarán según el algoritmo y los parámetros utilizados para identificarlas. ^{[ 10 ] [ 11 ]} En un modelo, solo existe la red de modo predeterminado y la red positiva de tareas , pero la mayoría de los análisis actuales muestran varias redes, desde un pequeño grupo hasta 17. ^{[ 10 ]} Las redes más comunes y estables se enumeran a continuación. Las regiones que participan en una red funcional pueden reconfigurarse dinámicamente. ^{[ 5 ] [ 12 ]}

Se ha implicado a las alteraciones en la actividad de varias redes en trastornos neuropsiquiátricos como la depresión , el Alzheimer , el trastorno del espectro autista , la esquizofrenia , el TDAH ^{[ 13 ]} y el trastorno bipolar . ^{[ 14 ]}

Debido a que las redes cerebrales pueden identificarse en diferentes resoluciones y con diferentes propiedades neurobiológicas, actualmente no existe un atlas universal de redes cerebrales que se ajuste a todas las circunstancias. ^{[ 16 ]} Uddin, Yeo y Spreng propusieron en 2019 ^{[ 17 ]} que las siguientes seis redes deberían definirse como redes centrales basándose en evidencias convergentes de múltiples estudios ^{[ 18 ] [ 10 ] [ 19 ]} para facilitar la comunicación entre investigadores.

Diferentes métodos y datos han identificado varias otras redes cerebrales, muchas de las cuales se superponen en gran medida o son subconjuntos de redes centrales mejor caracterizadas. ^{[ 17 ]}

• Límbico ^{[ 12 ] [ 10 ] [ 24 ] [ 25 ]}
• Auditivo ^{[ 21 ] [ 15 ]}
• Ejecutivo de derecha/izquierda ^{[ 21 ] [ 15 ]}
• Cerebelo ^{[ 22 ] [ 15 ]}
• Atención espacial ^{[ 1 ] [ 6 ]}
• Idioma ^{[ 6 ] [ 30 ]}
• Visual lateral ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 15 ]}
• Temporal ^{[ 10 ] [ 23 ]}
• Percepción/imágenes visuales ^{[ 30 ]}

• Red compleja
• Red neuronal (biología)