La investigaci\u00f3n sobre la adaptaci\u00f3n sensorial dirigida por el profesor de ingenier\u00eda de la Universidad de Toronto, Willy Wong, puede haber descubierto un principio organizativo de fisiolog\u00eda que antes se pasaba por alto. Los bi\u00f3logos saben desde hace mucho tiempo que los organismos se adaptan a un est\u00edmulo constante de manera similar, dice Wong.<\/p>\n\n\n\n
\u201cImagina que entras en una habitaci\u00f3n que alguien acaba de pintar. Probablemente pensar\u00e1s, ‘Esto huele mal’. Pero la sensaci\u00f3n disminuye a medida que permaneces all\u00ed. Las mol\u00e9culas no desaparecen, no dentro de ese per\u00edodo de tiempo. Simplemente te has acostumbrado”.<\/p>\n\n\n\n
Desde un estado inicial, la actividad de respuesta del organismo se eleva a una respuesta m\u00e1xima, luego cae a un nuevo estado estable final. Wong ha descubierto que esos tres puntos fijos en la curva de adaptaci\u00f3n forman una relaci\u00f3n matem\u00e1tica que se obedece en todas las modalidades sensoriales y organismos.<\/p>\n\n\n\n
“Compar\u00e9 250 medidas de adaptaci\u00f3n de diferentes ramas de la fisiolog\u00eda sensorial y descubr\u00ed que todas son compatibles con una \u00fanica ecuaci\u00f3n simple”, dice Wong.<\/p>\n\n\n\n
Sus hallazgos, la primera comparaci\u00f3n cuantitativa de las respuestas de adaptaci\u00f3n, se presentan en un art\u00edculo en Frontiers of Human Neuroscience. El trabajo reciente de Wong en interfaces cerebro-m\u00e1quina, como una pr\u00f3tesis de retina para restaurar la visi\u00f3n en pacientes ciegos, se basa en su fascinaci\u00f3n de larga data por el c\u00f3digo neuronal: c\u00f3mo las neuronas procesan la informaci\u00f3n. Aunque la comprensi\u00f3n actual del c\u00f3digo dista mucho de ser perfecta, cuanto m\u00e1s comprendan los investigadores c\u00f3mo nuestros cerebros convierten las se\u00f1ales en percepciones, mejor podr\u00e1n dise\u00f1ar tecnolog\u00edas para reemplazar las funciones perdidas o mejorar las existentes.<\/p>\n\n\n\n
La idea de una curva de respuesta sensorial que disminuye con el tiempo puede parecer contradictoria: \u00bfno deber\u00eda una sensaci\u00f3n fuerte devolver una tasa de respuesta consistentemente fuerte? Pero ya en la d\u00e9cada de 1920, fisi\u00f3logos como Edgar Adrian estaban demostrando por qu\u00e9 no.<\/p>\n\n\n\n
Adrian, cuyo trabajo ganar\u00eda el Premio Nobel de Fisiolog\u00eda o Medicina en 1932, us\u00f3 un esp\u00e9cimen de rana para rastrear el fen\u00f3meno de adaptaci\u00f3n al nivel de neuronas individuales. Descubri\u00f3 que las neuronas utilizan una unidad b\u00e1sica de comunicaci\u00f3n, un impulso nervioso llamado potencial de acci\u00f3n, que dispara la misma intensidad de se\u00f1al siempre que se alcance un umbral.<\/p>\n\n\n\n
“Los potenciales de acci\u00f3n no vienen a medias”, dice Wong. “O obtienes uno o no. Si lo haces, la neurona necesita algo de tiempo para recargarse antes de que pueda disparar otro. En la adaptaci\u00f3n, la tasa de generaci\u00f3n de potencial de acci\u00f3n cae gradualmente a un estado estable distinto de cero”.<\/p>\n\n\n\n
La respuesta de adaptaci\u00f3n ocurre en todos los animales, desde vertebrados como mam\u00edferos hasta invertebrados como insectos, y en todas las modalidades sensoriales. Esto incluye los cinco sentidos tradicionales de la vista, el o\u00eddo, el tacto, el gusto y el olfato, junto con funciones somatosensoriales como la propiocepci\u00f3n (la conciencia del cuerpo de s\u00ed mismo) y la electrorrecepci\u00f3n, como se encuentra en las anguilas. Una de las mayores sorpresas de Wong fue que su ecuaci\u00f3n es v\u00e1lida para algunos de los organismos multicelulares m\u00e1s antiguos, como las medusas, que tienen sistemas sensoriales muy diferentes.<\/p>\n\n\n\n
“Si les iluminas con una luz, vuelan hacia la luz o se alejan de ella, pero solo porque sus fotorreceptores est\u00e1n conectados a la salida de su motor”, dice. “Lo que plantea la pregunta, \u00bfes esta ecuaci\u00f3n universal? En el futuro, si encontramos extraterrestres con exobiolog\u00eda nunca vista en este planeta, \u00bfpodr\u00edan tambi\u00e9n estar constre\u00f1idos por las mismas limitaciones o principios?”<\/p>\n\n\n\n
En las ciencias f\u00edsicas, la universalidad est\u00e1 determinada por la replicaci\u00f3n de los resultados, independientemente de cu\u00e1ndo, d\u00f3nde o por qu\u00e9 m\u00e9todo se obtengan. Pero esto no siempre es posible en los experimentos biol\u00f3gicos, que pueden suponer barreras importantes para la repetici\u00f3n de mediciones.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, cuando los datos de estudios independientes no relacionados, a trav\u00e9s de diferentes per\u00edodos de tiempo, investigadores y m\u00e9todos, convergen como evidencia, fortalece el caso a favor de la conclusi\u00f3n. Este principio, llamado consiliencia, se basa en la premisa de que la ciencia est\u00e1 unificada, reforzando el consenso en teor\u00edas como la teor\u00eda evolutiva y la teor\u00eda del big bang, entre otras.<\/p>\n\n\n\n
“Todos estos datos estaban all\u00ed”, dice Wong, “tom\u00e9 una curva aqu\u00ed, una curva all\u00ed, los compar\u00e9, incluso los gr\u00e1ficos can\u00f3nicos de Adrian. Todos se ajustaban a la misma relaci\u00f3n de media geom\u00e9trica. No depende del investigador, ni del equipo utilizado, o en el organismo. Desde esa perspectiva, es universal”.<\/p>\n\n\n\n
“Este es un trabajo esclarecedor del profesor Wong”, dice la profesora Deepa Kundur, presidenta de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica e Inform\u00e1tica de la Universidad de Toronto. “Es un recordatorio de cu\u00e1n generalizada es la ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica, c\u00f3mo los investigadores pueden contribuir a muchas \u00e1reas de estudio aparentemente de gran alcance”.<\/p>\n\n\n\n
El descubrimiento de una nueva ecuaci\u00f3n fisiol\u00f3gica no ocurre todos los d\u00edas, y a\u00fan es menos probable que provenga de un ingeniero. Aunque Wong hab\u00eda estado desarrollando estas ideas durante a\u00f1os, le da cr\u00e9dito a la pandemia por haberle dado algo de tiempo para reenfocarse, as\u00ed como por per\u00edodos fruct\u00edferos de progreso de la investigaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n