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31/10/2014

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Encuentran la huella cerebral de la torpeza

Cambios específicos en oscilaciones electromagnéticas de las neuronas determinan la capacidad de aprendizaje, revela un experimento


Un equipo de investigadores alemanes ha descubierto que la habilidad o la incapacidad para aprender radican en los niveles de actividad de las llamadas ondas alfa del cerebro, que son meras oscilaciones electromagnéticas que surgen de la actividad eléctrica de las neuronas. El hallazgo podría ayudar a desarrollar nuevas terapias para las lesiones cerebrales.





Imagen: dinostock. Fuente: PhotoXpress.
Imagen: dinostock. Fuente: PhotoXpress.
La causa de que a algunas personas les cueste más que a otras aprender podría haber sido revelada por un equipo de investigación de Berlín, Bochum, y Leipzig, en Alemania.

Estos investigadores han descubierto que el principal problema en este sentido radica no en que los procesos de aprendizaje sean ineficientes en sí mismos, sino en que el cerebro procesa de manera insuficiente la información que hay que aprender. Los científicos han hallado un indicador de esta insuficiencia.

En su experimento, los investigadores entrenaron el sentido del tacto de algunos sujetos para que este se volviera más sensible. Además, midieron la actividad cerebral de todos los participantes con un electroencefalograma (EEG), que consiste en la exploración neurofisiológica a partir del registro de la actividad bioeléctrica cerebral.

En los individuos que respondieron bien a la fase de formación del sentido del tacto, el EEG) reveló cambios característicos en la actividad del cerebro, específicamente, en las llamadas ondas alfa del cerebro.

Estas ondas son oscilaciones electromagnéticas que surgen de la actividad eléctrica de las células cerebrales y reflejan, entre otras cosas, la eficacia con que el cerebro aprovecha la información sensorial necesaria para el aprendizaje.

A raíz de estos resultados, "una pregunta interesante sería en qué medida la actividad alfa puede ser influida deliberadamente con biofeedback ", señala Hubert Dinse, del Laboratorio de Plasticidad Neuronal de la Universidad de Ruhr, en Bochum, y uno de los autores del estudio, en un comunicado de dicha Universidad.

El biofeedback es una técnica que se emplea para controlar las funciones fisiológicas del organismo humano, mediante la utilización de un sistema de retroalimentación que informa al sujeto del estado de la función que se desea controlar de manera voluntaria.

Dinse añade que conocer este punto "podría tener enormes implicaciones para las terapias destinadas a tratar una lesión cerebral y, en general, para la comprensión de los procesos de aprendizaje”.

El equipo de investigación de la Ruhr-Universität, la Humboldt Universität, la Charité - Universitätsmedizin y el Instituto Max Planck (MPI ) ha publicado sus hallazgos en la revista Journal of Neuroscience.

El aprendizaje sin atención y las ondas alfa

La calidad de nuestro aprendizaje depende de aspectos genéticos, de la anatomía de cada cerebro y de la atención.

"En los últimos años hemos establecido un procedimiento con el que desencadenar procesos de aprendizaje que no requieren de atención", afirma Dinse. Los investigadores han sido, por tanto, capaces de excluir la atención como factor de aprendizaje.

En este experimento en concreto, lo que hicieron fue estimular una y otra vez el sentido del tacto de los participantes durante 30 minutos, con estimulación eléctrica aplicada a la piel de sus manos.

Antes y después de este entrenamiento pasivo, midieron además la sensibilidad del tacto de los participantes. Para ello, aplicaron una presión suave en sus manos con dos agujas distintas y determinaron la menor separación entre las agujas a la que los voluntarios aún percibían ambos estímulos como separados.

Como media, el entrenamiento pasivo mejoró el umbral de sensibilidad táctil de los sujetos en un 12%, aunque no en todos los 26 participantes. Usando el EEG, el equipo estudió por qué algunas personas adquirieron una mayor sensibilidad mejor que el resto.

Por otro lado, los registros con el EEG fueron realizados antes y durante el entrenamiento pasivo. Gracias a estos registros, se identificaron los componentes de actividad cerebral vinculados a la mejora en la prueba de discriminación táctil.

Los científicos constataron concretamente que la actividad alfa del cerebro resulta decisiva en el aprendizaje. En términos generales, las ondas alfa oscilan electromagnéticamente en un rango de frecuencias de ocho a 12 hertzios: aquellos participantes que presentaron una mayor actividad alfa antes del entrenamiento pasivo, fueron los que mejor aprendieron.

Sin embargo, a mayor reducción de la actividad alfa durante el entrenamiento pasivo, mayor facilidad para aprender mostraron los voluntarios. Todos estos efectos fueron observados en la corteza somatosensorial de los participantes, un área del cerebro vinculada al sentido del tacto.

Los científicos explican que, por tanto, un alto nivel de actividad alfa en el cerebro (previo al aprendizaje) denotaría la disposición de este órgano a aprovechar la información que le llega del mundo exterior.

Por el contrario, una fuerte disminución de la actividad alfa durante la estimulación sensorial indicaría que el cerebro procesa los estímulos de manera particularmente eficiente.

Estos resultados sugieren que el aprendizaje basado en la percepción es altamente dependiente de la accesibilidad de la información sensorial. Y que la actividad de las ondas alfa, como indicador de los cambios constantes en los estados del cerebro, modula esta accesibilidad.

Nuevos métodos de tratamiento

Una de las autoras de l estudio, del Instituto Max Planck Institute (MPI), Petra Ritter, afirma que habrá que analizar, con modelos computacionales, cómo el ritmo de las ondas alfa afecta al aprendizaje.

"Sólo cuando entendemos cómo se produce en el cerebro el procesamiento de información compleja, podremos intervenir específicamente en dichos procesos, para tratar ciertos trastornos", explica Ritter. De hecho, el objetivo de esta red de cooperación científica alemana es desarrollar nuevas terapias para las lesiones cerebrales.

Referencia bibliográfica:

F. Freyer, R. Becker, H.R. Dinse, P. Ritter. State-dependent perceptual learning. Journal of Neuroscience (2013). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4039-12.2013.


Jueves, 14 de Febrero 2013
Ruhr-Universität/T21
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Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Alejandro Álvarez Silva el 17/02/2013 19:47
Una investigación interesante, aunque nada fuera de lo que podría preverse. Saludos:
Alejandro Álvarez

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