¿Cómo logra un grupo de neuronas, de diferentes zonas del cerebro, sincronizarse en forma espontánea? ¿Qué reglas físicas determinan que disparen ráfagas eléctricas en conjunto, incluso sin estímulos externos? Desentrañar esta interrogante representa una de las grandes fronteras de la ciencia actual. Para compartir sus avances en esta materia, la Red Interdisciplinaria de Autoorganización Neuronal (RIAN) -que reúne a investigadores y estudiantes de los departamentos de Física (DFI-UChile) y Biología de la Universidad de Chile- participó en dos de los eventos neurocientíficos más relevantes del año: el IV Congreso Internacional de la Federación de Asociaciones de Neurociencia de Latinoamérica y el Caribe (FALAN) y el festival Neurofest 2026.
En ambas instancias, el público pudo apreciar cómo un trabajo interdisciplinario -que incluye la biología, el modelamiento matemático, la física de sistemas complejos y el análisis computacional- puede ser clave para descifrar los misterios de los circuitos neuronales.
FALAN 2026: LA FÍSICA EN LA CORTEZA OLFATORIA
Realizado por primera vez en Chile, el IV Congreso de la Federación de Sociedades de Neurociencia de Latinoamérica y el Caribe (FALAN 2026) reunió a más de mil asistentes e invitados de 27 países, en Santiago. "Participamos en FALAN presentando un trabajo conjunto que formó parte de la tesis de magíster de la estudiante de biología en el área experimental del sistema olfativo. Para esto, tuvimos la colaboración fundamental de nuestro colega Ignacio Bordeu (DFI) y su estudiante Benjamín Sánchez (DFI), quienes desarrollaron un modelo computacional para ese sistema neuronal. Ambos estudiantes expusieron el trabajo y generaron mucho interés entre el público", relató la doctora Magdalena Sanhueza, directora alterna de RIAN.
La investigación combina biología experimental con física teórica para estudiar la actividad eléctrica espontánea en la corteza piriforme: una zona del cerebro que es clave en el procesamiento de olores. El trabajo se conecta con un fenómeno ya conocido en otra región del cerebro: el hipocampo, encargado de la memoria declarativa (lo que podemos recordar conscientemente). Cuando una persona duerme, el hipocampo sigue activo y genera las llamadas sharp waves: ráfagas de activación neuronal sincronizada, en las que miles de neuronas se coordinan de forma espontánea, lo que permite fijar y consolidar lo aprendido durante el día, sin necesidad de señales externas. La pregunta del equipo de RIAN era si este mecanismo de autoorganización es exclusivo del hipocampo o también ocurre en otras regiones del cerebro. "La evidencia sugiere que en la corteza piriforme también se genera una actividad similar, aunque está muy poco estudiada", explica Laura Orellana, magíster en Ciencias Biológicas, quien presentó el póster junto a Benjamín Sánchez, estudiante de Licenciatura en Física del DFI.
Para entender cómo ocurre esto en el cuerpo, el equipo de Biología analizó en el laboratorio pequeños fragmentos de tejido cerebral. Aplicaron fármacos y breves descargas eléctricas para ver cómo reaccionan los grupos de neuronas en tiempo real. Ahí es donde la física interviene: a través de modelos matemáticos, física de sistemas complejos y simulaciones computacionales, los investigadores registran, recrean y buscan predecir esta actividad coordinada. "La física nos entrega herramientas cuantitativas para estudiar esta actividad mediante modelos. Nos permite entender cuáles son los principios mínimos desde los cuales empiezan a aparecer estos fenómenos. En nuestro trabajo vimos que el modelo computacional logra replicar lo que observamos en los tejidos”, dice Sánchez.
Los resultados muestran que, al igual que en el hipocampo, la actividad neuronal en la corteza piriforme presenta actividad espontánea, la cual depende de la conectividad asociativa recurrente y puede ser modulada farmacológicamente.
Aunque la investigación aún no determina el impacto directo de estas ondas en el comportamiento olfativo de un organismo vivo, abre una puerta para comprender cómo el cerebro procesa y guarda recuerdos ligados a los olores. La hipótesis es que, mientras descansamos, la corteza piriforme podría generar estas ondas y consolidar la memoria de experiencias olfativas. "No es trivial que una población de neuronas, sin un estímulo externo, se sincronice y genere una actividad coordinada. Entender cómo ocurre esto es lo que nos motivó. La literatura sugiere que esta actividad podría tener un rol en una forma de consolidación; esperamos que nuestro trabajo pueda motivar investigaciones en esa línea", concluye Laura Orellana.
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NEUROFEST 2026: "EL CANTO DE LAS NEURONAS"
Tras el congreso académico, se inauguró Neurofest 2026, evento masivo coorganizado por la Universidad de Santiago de Chile, la Universidad de Chile, la Fundación AXiON y la Sociedad Chilena de Neurociencia, que contó con más de 12 mil inscritos y reunió cerca de 50 stands interactivos con experimentos en vivo, microscopía y robótica.
La RIAN, a cargo de los académicos Ignacio Bordeu y Magdalena Sanhueza, llevó una propuesta interactiva orientada a escolares y público general: "El canto de las neuronas", una experiencia que tradujo datos de redes neuronales biológicas en imágenes y sonido, desarrollada por los miembros de RIAN, Daniel Zanelli, Laura Orellana y Darinka Osorio. "Usando los datos experimentales, generamos el programa computacional Neurobeat, que permite “percibir” la sincronía: En nuestro stand los participantes podían ver y oír cómo neuronas en cultivos (in vitro) se conectan y disparan de forma sincronizada, tanto a corta como a larga distancia", cuenta Ignacio Bordeu, académico del DFI y director de RIAN.
"La versión interactiva tuvo mucho éxito: las personas accedieron de forma sensorial, mediante imágenes visuales y agregando sonido a los procesos de sincronización neuronal", agrega la Dra. Magdalena Sanhueza.
La presencia del DFI en ambos hitos consolida el aporte de las ciencias exactas al estudio del cerebro, abriendo nuevas fronteras para la investigación en biofísica y para la formación temprana de futuros investigadores. "Fue una experiencia muy enriquecedora que me permitió conocer el trabajo de científicos de otras áreas y entender en mayor profundidad cómo se originan estos fenómenos cerebrales. A futuro, este marco matemático permitirá identificar qué mecanismos podrían estar fallando cuando se alteran estas redes neuronales en enfermedades", concluye Benjamín Sánchez, estudiante DFI.
