Un estudio internacional liderado por el IFISC (CSIC-UIB) demuestra que la interacción entre inhibición feedforward y feedback permite al cerebro priorizar información según el contexto, con implicaciones para memoria, aprendizaje y atención.

Palma, 15 de septiembre de 2025. Un equipo de investigación encabezado por el Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB, Unidad de Excelencia María de Maeztu), en colaboración con el Instituto de Neurociencias (CSIC–UMH, Centro de Excelencia Severo Ochoa) y la Universidad de Aix-Marsella (Francia), ha identificado cómo el cerebro es capaz de cambiar con flexibilidad las vías de comunicación internas modulando el equilibrio entre dos mecanismos inhibitorios fundamentales: el feedforward y el feedback.

El trabajo, publicado en la revista PLoS Computational Biology, muestra que las interacciones entre ritmos cerebrales lentos (theta) y rápidos (gamma) no son fijas, sino que varían en función del predominio de cada tipo de inhibición. Este mecanismo otorga a los circuitos neuronales una capacidad dinámica para encaminar información de forma prioritaria, según las necesidades del momento.

«Este trabajo proporciona una explicación mecanicista de cómo el cerebro cambia con flexibilidad los canales de comunicación en función del contexto», señala Claudio Mirasso, investigador del IFISC y autor principal del estudio. «Ajustando el equilibrio entre los diferentes tipos de inhibición, los circuitos pueden decidir qué entradas priorizar, tanto si proceden de la memoria como de nueva información sensorial».

Los investigadores validaron el modelo con grabaciones en el hipocampo de ratas que exploraban entornos nuevos y familiares. Descubrieron que la familiaridad favorece interacciones dominadas por la retroalimentación, mientras que la novedad activa el mecanismo feedforward, lo que permite integrar la recuperación de recuerdos con estímulos sensoriales recientes.

Más allá de la memoria y la navegación, los hallazgos sugieren que este principio podría extenderse a funciones cognitivas como la atención, reforzando la idea de que los ritmos cerebrales no se organizan de forma rígida, sino que se adaptan a las demandas conductuales.

El estudio también abre nuevas perspectivas para la investigación clínica. Según Mirasso, «la comprensión de esta dinámica podría inspirar estrategias terapéuticas frente a trastornos como la epilepsia, la esquizofrenia o el Alzheimer, que alteran el acoplamiento entre frecuencias cerebrales».

El equipo planea ampliar el modelo para incluir más tipos de interneuronas y arquitecturas cerebrales específicas, con el objetivo de profundizar en la comprensión de esta flexibilidad neural.

Referencia: Chalkiadakis D, Sánchez-Claros J, López-Madrona VJ, Canals S, Mirasso CR (2025). The role of feedforward and feedback inhibition in modulating theta-gamma cross-frequency interactions in neural circuits. PLoS Computational Biology, 21(8): e1013363. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1013363