El cerebro sincroniza áreas para prestar atención
Una nueva investigación ha encontrado que el cerebro parece sincronizar la actividad de diferentes regiones, lo que hace posible que una persona preste atención o se concentre en una tarea.
Según los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, el proceso es similar a sintonizar varios walkie-talkies en la misma frecuencia para establecer canales de comunicación claros.
“Creemos que el cerebro no solo pone en alerta las regiones que facilitan la atención, sino que también se asegura de que esas regiones tengan líneas abiertas para llamarse entre sí”, dijo la primera autora Amy Daitch, investigadora estudiante de posgrado.
Los investigadores observaron que las personas que sufren lesiones cerebrales o accidentes cerebrovasculares a menudo tienen problemas para prestar atención y concentrarse.
“Se ha pensado que los déficits de atención en las lesiones cerebrales son una pérdida de los recursos necesarios para concentrarse en una tarea”, dijo el autor principal Maurizio Corbetta, M.D., profesor de neurología Norman J. Stupp.
"Sin embargo, este estudio muestra que la alineación temporal de las respuestas en diferentes áreas del cerebro también es un mecanismo muy importante que contribuye a la atención y podría verse afectado por una lesión cerebral".
Para analizar los cambios cerebrales relacionados con la atención, los científicos utilizaron rejillas de electrodos implantados temporalmente en el cerebro de pacientes con epilepsia. El coautor principal Eric Leuthardt, M.D., profesor asociado de neurocirugía y bioingeniería, utiliza las cuadrículas para mapear la extirpación quirúrgica de tejido cerebral que contribuye a convulsiones incontrolables.
Las rejillas también permiten que el laboratorio de Leuthardt estudie la actividad del cerebro humano con un nivel de detalle que no está disponible a través de ningún otro método, anotaron los investigadores.
Normalmente, investigan la atención mediante imágenes por resonancia magnética (IRM), que pueden detectar cambios en la actividad cerebral que ocurren cada dos o tres segundos. Pero con las rejillas en su lugar, los científicos pueden estudiar los cambios que ocurren en milisegundos.
Antes de que se implantaran las rejillas, los investigadores escanearon los cerebros de siete pacientes con epilepsia, utilizando resonancia magnética para mapear regiones que se sabe que contribuyen a la atención. Con las rejillas en su lugar, luego monitorearon las células cerebrales mientras los pacientes buscaban objetivos visuales, dirigiendo su atención a diferentes lugares en una pantalla de computadora sin mover los ojos. Cuando los pacientes vieron los objetivos, presionaron un botón para que los científicos supieran que los habían visto.
"Analizamos las oscilaciones cerebrales que reflejan las fluctuaciones en la excitabilidad de una región cerebral local, en otras palabras, qué tan difícil o fácil es para una neurona responder a una entrada", dijo Daitch. "Si las áreas del cerebro involucradas en la detección de un estímulo están en máxima excitabilidad, es mucho más probable que note el estímulo".
La excitabilidad aumenta y disminuye regularmente en las células que componen una región determinada del cerebro, explicaron los investigadores. Pero estas oscilaciones normalmente no están alineadas entre diferentes regiones del cerebro.
Los resultados del estudio mostraron que a medida que los pacientes dirigían su atención, las regiones del cerebro más importantes para prestar atención a los estímulos visuales ajustaban sus ciclos de excitabilidad, haciendo que comenzaran a alcanzar los picos de sus ciclos al mismo tiempo. En las regiones no involucradas en la atención, los ciclos de excitabilidad no cambiaron, según los investigadores.
"Si los ciclos de dos regiones del cerebro no están alineados, se reducen las posibilidades de que una señal de una región llegue a otra región", dijo Corbetta.
Daitch, Corbetta y Leuthardt ahora están investigando si conocer no solo la ubicación, sino también el tempo de la tarea, permite a los participantes alinear la excitabilidad de sus regiones cerebrales más rápidamente.
El estudio fue publicado en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Fuente: Facultad de Medicina de la Universidad de Washington
