Cuando la inhibición marca el ritmo: nuevos hallazgos sobre las transiciones oscilatorias en redes neuronales
Las oscilaciones cerebrales son uno de los fenómenos más característicos de la actividad neuronal. Desde las ondas gamma asociadas a procesos cognitivos de alta velocidad hasta las oscilaciones más lentas relacionadas con la coordinación de grandes redes cerebrales, estos ritmos constituyen un elemento fundamental para la comunicación y el procesamiento de información en el cerebro.
En un reciente estudio publicado en Physical Review Research, titulado “Inhibitory synaptic timescales drive oscillatory regime transitions in recurrent excitatory-inhibitory networks”, los investigadores Siamak Kheiri, Saeed Taghavi, Matjaž Perc y Alireza Valizadeh exploran un mecanismo fundamental capaz de explicar cómo pequeñas variaciones en la dinámica inhibitoria pueden provocar cambios abruptos entre distintos regímenes oscilatorios.
El papel de la inhibición en la dinámica cerebral
El funcionamiento del cerebro depende de un delicado equilibrio entre excitación e inhibición. Mientras las neuronas excitadoras promueven la propagación de la actividad neuronal, las neuronas inhibitorias regulan dicha actividad evitando una activación excesiva y coordinando la sincronización de las redes.
Utilizando modelos computacionales de redes recurrentes excitadoras-inhibidoras, los autores demostraron que la duración temporal de las señales inhibitorias constituye un parámetro crítico para determinar el tipo de ritmo generado por la red. Cambios relativamente pequeños en estas escalas temporales pueden desencadenar transiciones rápidas entre diferentes estados dinámicos, modificando significativamente la frecuencia y el grado de sincronización de la actividad neuronal.
De las oscilaciones gamma a las oscilaciones de alta frecuencia
Los resultados revelan cómo la red neuronal puede pasar de regímenes oscilatorios gamma, comúnmente observados durante procesos cognitivos, a oscilaciones de frecuencia aún más elevada mediante modificaciones en la dinámica inhibitoria. Este fenómeno emerge de forma espontánea a partir de las interacciones colectivas entre neuronas excitadoras e inhibitorias, sin necesidad de cambios estructurales en la conectividad de la red.
El estudio identifica además el papel diferencial de las conexiones inhibitorias dirigidas a otras neuronas inhibitorias y a neuronas excitadoras, mostrando que distintos componentes del circuito contribuyen de manera específica a la frecuencia, estabilidad y sincronización de las oscilaciones emergentes.
Implicaciones para la neurociencia computacional
Comprender los mecanismos que gobiernan las transiciones entre distintos ritmos cerebrales resulta esencial para interpretar tanto el funcionamiento normal del cerebro como diversas alteraciones neurológicas y psiquiátricas. Las oscilaciones neuronales participan en procesos como la percepción, la atención, la memoria de trabajo y la coordinación entre regiones cerebrales distantes.
Este trabajo aporta una nueva perspectiva sobre cómo propiedades aparentemente sutiles de la transmisión sináptica inhibitoria pueden actuar como reguladores clave de la dinámica global de las redes neuronales. Además, proporciona un marco teórico que podría contribuir al estudio de trastornos en los que las alteraciones oscilatorias desempeñan un papel relevante.
Investigación presentada en BrainNet 2026
Parte de estos resultados fueron presentados recientemente por el Dr. Saeed Taghavi en el congreso internacional BrainNet 2026, celebrado en Estocolmo, donde despertaron un notable interés entre investigadores especializados en neurociencia computacional, dinámica de redes complejas y modelado cerebral.
La investigación representa un ejemplo del creciente potencial de los modelos computacionales para revelar principios fundamentales del funcionamiento cerebral y para conectar mecanismos microscópicos de la transmisión sináptica con patrones macroscópicos observados en la actividad cerebral.
Referencia
Kheiri, S., Taghavi, S., Perc, M., & Valizadeh, A. (2026). Inhibitory synaptic timescales drive oscillatory regime transitions in recurrent excitatory-inhibitory networks. Physical Review Research.
Artículo original:
https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/zmn7-7kf6
