Las matemáticas sirven para explicar la circulación de la sangre por el cerebro

Una investigación de la Universidad Carlos III de Madrid esclarece el funcionamiento del riego sanguíneo en el cerebro. Los científicos predicen mediante el método estudiado las oscilaciones de la presión en la cabeza.

Las oscilaciones del flujo sanguíneo que se producen en el cerebro podrían ser más comprensibles gracias a un estudio realizado en la Universidad Carlos III de Madrid. Un trabajo que permite tener en cuenta el discurrir y las acumulaciones de sangre en la red vascular cerebral.

Las redes de flujo están compuestas por un conjunto de conexiones que transportan un fluido. Por lo general, la corriente líquida aumenta si se incrementa la diferencia de presión entre la entrada y la salida. Algo que no sucede de igual manera en redes de flujo denominadas no lineales, como es el caso del sistema circulatorio o dispositivos que conducen electricidad. En este caso, la corriente baja al aumentar la diferencia de presión.

Así, la musculatura vascular estrecha la arteria cuando detecta que la presión de entrada aumenta. Mediante esta reducción del flujo se protege al órgano que alimenta.

"Este efecto se denomina mecanismo miogénico y existen efectos parecidos que provocan que el flujo que pasa a través de un vaso sanguíneo no sea una función lineal de la diferencia de presión, sino una función no lineal presentando a veces una resistencia diferencial negativa", añade Miguel Ruiz García, investigador Conex-Plus en el Departamento de Matemáticas de la Universidad Carlos III de Madrid. Su trabajo comenzó en la Universidad de Pensilvania.

El modelo teórico ayuda a estimar el tamaño de la red mediante un método que tiene en cuenta cómo son las conexiones entre los conductos y por lo tanto predice la frecuencia de las oscilaciones de presión. Los científicos detectaron que la repetición de estas variaciones cambiaba a medida que se modificaba la estructura de la red de formas diferentes.

"Explicar por qué estos diferentes cambios estructurales conducen a un cambio similar en la frecuencia fue muy desafiante y solo fue posible usando una métrica topológica: un valor que mide el tamaño 'efectivo' de la red", señala Ruiz García. Este tipo de medición utiliza la topología de la red, que significa que tiene en cuenta cómo son sus conexiones internas.

Ruiz García opina que los resultados de la investigación serán útiles para entender las oscilaciones que se aprecian en el flujo sanguíneo cerebral. Incluso, podría desencadenar en la aparición de dispositivos que ayuden a controlar la llegada de sangre a la cabeza.