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Diversas regiones del cerebro se sincronizan para que podamos prestar atención

Se sintonizan en la misma frecuencia de excitabilidad para que las señales se propaguen mejor entre ellas, revela un estudio


El cerebro sincroniza la actividad de varias de las regiones que lo componen cuando su dueño quiere prestar atención o concentrarse en una tarea. Así lo han comprobado científicos de la Universidad de Washington, que han observado cómo la excitabilidad de dichas regiones se 'sintoniza en la misma frecuencia', lo que permite que las señales procedentes de estímulos puedan atravesarlas todas.





Concentrarse en algo requiere que las distintas regiones del cerebro estén 'sintonizadas' en la misma frecuencia de excitabilidad. Imagen: Nicemonkey. Fuente: PhotoXpress.
Concentrarse en algo requiere que las distintas regiones del cerebro estén 'sintonizadas' en la misma frecuencia de excitabilidad. Imagen: Nicemonkey. Fuente: PhotoXpress.
El cerebro parece sincronizar la actividad de las diferentes regiones del cerebro para que su dueño pueda prestar atención o concentrarse en una tarea, han descubierto científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis (Missouri, EEUU).

Los investigadores piensan que el proceso, más o menos similar a sintonizar múltiples walkie-talkies a la misma frecuencia, puede ayudar a establecer canales nítidos de comunicación entre las áreas del cerebro que detectan los estímulos sensoriales.

"Creemos que el cerebro no sólo pone en alerta a las regiones que facilitan la atención, sino que también se asegura de que esas regiones tienen abiertas las líneas para permanecer conectadas unas a otras", señala Amy Daitch, autora principal del artículo de investigación y estudiante de posgrado, en la nota de prensa de la universidad.

Las personas que sufren lesiones cerebrales o accidentes cerebrovasculares a menudo tienen problemas para prestar atención y concentrarse. "El déficit de atención en casos de lesión cerebral se ha considerado como una pérdida de los recursos necesarios para concentrarse en una tarea", señala otro de los autores, Maurizio Corbetta , profesor de neurología.

"Sin embargo, este estudio muestra que la alineación temporal de las respuestas en diferentes áreas del cerebro es también un mecanismo muy importante que contribuye a la atención, y que podría verse afectado por una lesión cerebral".

Miden cambios que se producen en milisegundos

La atención permite que las personas ignoren los estímulos sensoriales irrelevantes, como un conductor que no oye un móvil sonando; pero presten atención a los estímulos importantes, como un ciervo que aparece en la carretera delante del coche.

Para analizar los cambios cerebrales relacionados con la atención, los científicos utilizaron rejillas de electrodos implantados temporalmente en los cerebros de pacientes con epilepsia.

El co-autor del estudio, Eric Leuthardt, profesor asociado de neurocirugía y bioingeniería, utiliza las rejillas para la extirpación quirúrgica de los tejidos del cerebro que contribuyen a convulsiones incontrolables.

Con el permiso del paciente, las rejillas también permitieron al laboratorio de Leuthardt estudiar la actividad cerebral humana a un nivel de detalle no disponible a través de cualquier otro método.

Normalmente, Corbetta y sus colegas investigan la atención usando diversas formas de imágenes de resonancia magnética (MRI), capaces de detectar cambios en la actividad cerebral que se producen cada dos o tres segundos. Con las rejillas, Corbetta y Leuthardt pueden estudiar cambios que ocurren en milisegundos.

Antes de la implantación de las rejillas, los científicos escanearon los cerebros de siete pacientes con epilepsia, mediante resonancia magnética, para cartografiar regiones de las que se sabe que contribuyen a la atención.

Con las rejillas ya colocadas, los investigadores monitorizaron las células del cerebro mientras los pacientes dirigían su atención a diferentes ubicaciones en una pantalla de ordenador sin mover los ojos. Cuando los pacientes veían los objetivos, presionaban un botón para que los científicos supieran que los habían visto.

Oscilaciones cerebrales

"Analizamos oscilaciones cerebrales que reflejan las fluctuaciones en la excitabilidad de una región cerebral local, es decir, lo difícil o fácil que es para una neurona responder a un estímulo ", explica Daitch.

"Si las áreas del cerebro involucradas en la detección de un estímulo están en máxima excitabilidad, será mucho más probable que noten los estímulos."

La excitabilidad se eleva y disminuye regularmente en las células que componen una determinada región del cerebro. Pero estas oscilaciones normalmente no están alineadas entre diferentes regiones del cerebro.

Los resultados de los investigadores mostraron que, a medida que los pacientes dirigían su atención, las regiones del cerebro más importantes para prestar atención a los estímulos visuales ajustaban entre sí sus ciclos de excitabilidad, haciendo que alcanzaran los picos de sus ciclos al mismo tiempo. En las regiones que no participan en la atención, los ciclos de la excitabilidad no cambiaron.

"Si los ciclos de dos regiones del cerebro están desalineados, las posibilidades de que una señal de una región atraviese otra región se reducen", señala Corbetta.

Daitch, Corbetta y Leuthardt están investigando para averiguar si el ritmo de la tarea, además de la ubicación, permite a los participantes alinear la excitabilidad de las distintas regiones de sus cerebros más rápidamente.

Referencia bibliográfica:

A. L. Daitch, M. Sharma, J. L. Roland, S. V. Astafiev, D. T. Bundy, C. M. Gaona, A. Z. Snyder, G. L. Shulman, E. C. Leuthardt, M. Corbetta. Frequency-specific mechanism links human brain networks for spatial attention. Proceedings of the National Academy of Sciences (2013). DOI: 10.1073/pnas.1307947110.


Lunes, 20 de Enero 2014
WUSTL/T21
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