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David Fernando Ramírez: Abriendo caminos en la neurobiología computacional

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El científico que destacaremos este mes en Revista Con Ciencia es el físico David Fernando Ramírez, quien es pionero en el país y miembro de la comunidad científica a nivel mundial en el área de la neurobiología comútacional, la cual se encarga de estudiar las redes y procesos neuronales mediante simulaciones computacionales. David Fernando es profesor titular de la Universidad Autónoma de Occidente, de Cali, y es líder del Grupo de Neurocontrol Motor.

Investigaciones

En el año 2002 el profesor Ramírez fundó el grupo de Neurocontrol Motor de la Universidad Autónoma de Occidente, cuyas líneas principales de investigación son la inteligencia artificial, las redes complejas y la neurobiología computacional, siendo esta última la más fuerte.

Realizar modelos matemáticos para estudiar las interacciones neuronales involucradas en determinados procesos de la visión humana, al igual que de la transformación sensorio-motora, han sido dos temas fuertes que ha trabajado en neurobiología computacional. La idea con los modelos no es solo explicar los fenómenos observados sino también predecir resultados que puedan ser comprobados experimentalmente. Actualmente, su investigación se enfoca en estudiar el fenómeno de la toma de decisiones, por medio de los circuitos neuronales comprometidos. 

Hasta el momento, David Fernando ha realizado 24 publicaciones académicas entre artículos y capítulos de libros, en revistas especializadas tales como Plos One, Neurocomputing y Biologycal cybernetics. La mayoría de las investigaciones han sido en las áreas de la inteligencia artificial y la neurobiología computacional y 8 se publicaron en los últimos 4 años. (También le puede interesar:  Investigadores estudian la vista con computadores).

Dentro de sus investigaciones, la que ha tenido mayor impacto hasta la fecha consistió en la aplicación de redes neuronales artificiales para analizar mamografías y mejorar la detección de procesos de acumulación de calcio (microcalcificación) en las glándulas mamarias, los cuales pueden indicar la presencia de quistes o en el peor de los casos, cáncer de mama. Este estudio fue realizado por el estudiante Juan Felipe Ramírez. Artículo: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=5395219

Otro de los trabajos con alto impacto realizado por el profesor David Fernando y Juan Felipe Ramírez, fue la aplicación de redes neuronales artificiales para ayudar en el análisis del diagnóstico de la variabilidad de la frecuencia cardiaca. Artículo: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0017060

Posicionando la neurobiología computacional en Colombia

Desde que tenía 15 años, David Fernando tenía dos áreas muy bien definidas para estudiar: la física y la neurología. Su camino hacia las neurociencias computacionales inició estudiando física en la Universitatea din Craiova, Rumanía, luego una maestría en la misma área en la Universidad del Valle. El comienzo de su carrera como investigador fue en el área de la física teórica, más específicamente en la teoría del campo unificado, la cual se caracteriza por una alta complejidad matemática.


Grupo de Neurocontrol Motor. En la imagen, Julián Hurtado, Paula Gonzáles  y David Fernando Ramírez (de izquierda a derecha).

En su proceso como físico teórico, el profesor Ramirez no estaba del todo satisfecho. Aún le faltaba poder investigar y conocer sobre las neurociencias, la otra pasión desde su adolescencia. Al darse cuenta de esto, retomó esa idea inicial y en el año 2002 fundó el Grupo de Neurocontrol Motor en la Universidad Autónoma de Occidente. Posteriormente, en el año 2003, realizó un doctorado en Ciencias Biomédicas-Neurociencias en la Universidad del Valle. Durante ese posgrado, tuvo la oportunidad de hacer una pasantía de investigación de un año en el Instituto Salk en California, referencia mundial en temas de biología.

En sus más de 13 años dedicados a investigar en neurociencias computacionales, se le han presentado enormes restos, pues no es fácil ser pionero en el país en un área que está asociada al campo de la investigación básica. Uno de los principales problemas que tuvo fue el financiamiento de sus investigaciones.

La inmadurez de la neurobiología computacional en Colombia y su carácter de investigación básica, hizo que en un principio fuera difícil explicarle a la universidad la aplicación a corto plazo de simular y entender las conexiones neuronales. Esto lo llevó a desarrollar estrategias tales como alianzas con universidades del exterior que permitieran a miembros de su grupo realizar pasantías de investigación. Además de lo anterior, estas las alianzas con otros investigadores le permitieron acceder a los resultados experimentales que ellos tenían, datos que son la base para realizar sus modelos computacionales.

Otro problema al que se enfrentó, y que aún se enfrenta, es la poca cantidad de expertos en neurobiología computacional que hay en Colombia. Actualmente, el grupo que lidera David Fernando es el único en el país que está investigando en esta área, por lo que ha sido imposible realizar eventos de intercambio de conocimientos tales como congresos o simposios, ya que no existe una amplia comunidad en el tema. No obstante, la labor de David Fernando para mejorar esto ha sido notable. Desde hace 13 años ha realizado varias charlas y cursos sobre el tema en el país, con el fin de ganar interesados que hagan crecer la comunidad de investigadores en neurobiología computacional. También, ha inspirado y alentado a algunos de sus estudiantes en la realización de posgrados en neurociencias computacionales en el exterior, teniendo la esperanza de que vuelvan y empiecen a realizar investigación de alto nivel en el país.

Su mayor logro hasta el momento ha sido poder proyectar el nombre de Colombia, y particularmente de la Universidad Autónoma de Occidente, en escenarios científico, tales como congresos y simposios internacionales, realizados en prestigiosas instituciones como en el Salk Institute, en CalTech, y en el Cold Spring Harbor Laboratory, en donde ha hecho sus presentaciones. En estos espacios ha podido entrar en contacto con renombrados científicos, como Terry Sejnoswki, Odelia Schwartz, y Michael Shadlen, con los que mantiene fructíferas colaboraciones.

Filósofo y amante de la naturaleza

Cómo otra de sus pasiones principales está la filosofía. David Fernando admira mucho a los filósofos de la ciencia y considera que hay momentos en la investigación en los existe mucha confusión mental, acumulación de ideas y preguntas, y que la claridad para lo anterior puede venir de la filosofía. Además, es un apasionado del cine, la buena música y un amante del senderismo, las caminatas ecológicas. Todo lo que sea estar en contacto con la naturaleza.

Ha sido un largo y difícil trayecto el que ha enfrentado el profesor David Fernando para poder consolidar un grupo de investigación, con recursos y personal, que se dedique a la investigación en la neurobiología computacional. No obstante, aún le hace falta cumplir su principal objetivo como investigador que es el de poder explicar la consciencia humana desde el punto de vista científico.

 



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