¿Por qué el cerebro humano evolucionó de la forma en que lo hizo? El físico Dimitri Krioukov de la Universidad Northeastern sugiere una respuesta: “para acelerar la transferencia de información de una región del cerebro a otra, de tal manera que este órgano opera a su máxima capacidad”.

Sus investigaciones revelan que la estructura del cerebro tiene una red casi ideal de conexiones, que son esos enlaces que permiten que la información viaje desde, por ejemplo, la corteza auditiva (responsable de la audición) a la corteza motora (responsable del movimiento). Gracias a esta red, podemos hacer de todo, desde levantar la mano, caminar, hasta seguir el ritmo de la música y bailar.

El hallazgo no sólo confirma nuestro progreso evolutivo sino que además podría tener implicaciones importantes para la localización de la causa de los trastornos neurológicos e incluso para el desarrollo de terapias para tratarlos.
Evidentemente, esta red cerebral óptima ha de tener el menor número de conexiones posibles para minimizar el coste (energético) y, al mismo tiempo, contar con una navegabilidad máxima, es decir, con las vías más directas de propagación de señales desde cualquier fuente posible hasta cualquier sitio posible. Todo esto constituye un equilibrio extraordinario.

Lo que se ha conseguido con este estudio es desarrollar una estrategia para encontrar las conexiones que permiten alcanzar ese equilibrio. Se ha realizado desde la especialidad de Krioukov, que estudia las redes, desde las relacionadas con conjuntos de datos masivos de Internet a las que definen nuestro cerebro.

Desde esta perspectiva, el investigador y sus colaboradores usaron análisis estadísticos sofisticados (basados en las contribuciones del premio Nobel de Economía John  Nash a la teoría de los juegos) para elaborar un mapa de una red cerebral idealizada, que optimiza la transferencia de información. Luego, los científicos compararon este mapa idealizado del cerebro con un mapa de conexiones cerebral real para analizar su similitud. Descubrieron, sorprendentemente, que el parecido era muy elevado: nada menos que el 89% de las conexiones de la red cerebral idealizada aparecieron también en la red cerebral real. Se demostró que el cerebro estaba evolutivamente diseñado para acercarse mucho a lo que mostraba el algoritmo.

El hallazgo fue realizado gracias a un enfoque poco tradicional. Los científicos permitieron que la función (en este caso, la navegabilidad) dirigiera la estructura de la red idealizada, lo que permitió que aparecieran las conexiones esenciales para la navegación óptima.

Este nuevo enfoque podría transferirse a diversas redes. Los científicos ya la han probado con Internet, la red de aeropuertos de Estados Unidos o las carreteras húngaras. Además podría tener futuras aplicaciones en disciplinas variadas, ya que saber qué conexiones de una red son las más críticas para la navegación ayuda a decidir dónde enfocar medidas de protección, ya sean esas redes Internet, carreteras, vías de tren o rutas de vuelo.

La estructura del cerebro humano tiene una red casi ideal de conexiones (representadas en magenta), lo que permite una transmisión óptima de información entre esas regions cerebrales.