<pre>Los constantes cambios entre los estados mentales marcan una firma de conciencia

Imagine conducir al trabajo por la misma ruta que toma cada día. Su mente vaga de una cosa a otra: la reunión del personal por la tarde, los planes para el fin de semana, un regalo que debe comprar para un amigo. De repente, un automóvil lo interrumpe y estos pensamientos desaparecen de inmediato: toda su atención se centra en maniobrar el volante para evitar una colisión. Aunque momentáneamente nervioso, usted, y sus pensamientos, regresan al mismo patrón errante un minuto o dos después.

A medida que avanzamos en nuestra vida de vigilia, nuestro flujo de conciencia generalmente pasa por muchas de esas alternancias entre la introspección y la atención externa durante todo el día. Parece que la danza de ida y vuelta entre estos estados mentales internos y externos puede ser fundamental para la función cerebral. Un nuevo estudio, dirigido por el neurocientífico Zirui Huang del Centro para la Ciencia de la Conciencia de la Universidad de Michigan, sugiere que el equilibrio cambiante entre una red responsable de la conciencia del medio ambiente y otra responsable de la conciencia de uno mismo puede ser una característica definitoria de la conciencia.

La evidencia proviene de la ausencia de este patrón de actividad cerebral en personas que no responden, ya sea por anestesia o una afección neuropatológica. Además de avanzar en nuestra comprensión de la conciencia, el trabajo podría conducir al desarrollo de técnicas para monitorearlo, ya sea antes de la cirugía o durante el tratamiento de personas con trastornos de la conciencia, como pacientes vegetativos o “encerrados”.

En las últimas dos décadas, los neurocientíficos han identificado una red de regiones cerebrales responsables de varios tipos de introspección, desde la mente errante hasta el recuerdo y la planificación. El concepto de actividad cerebral “de fondo” comenzó a llamar la atención cuando el neurólogo Marcus Raichle y sus colegas de la Universidad de Washington en St. Louis mostraron que el consumo de energía del órgano aumentó en menos del 5 por ciento cuando se realiza una tarea mental enfocada, lo que sugiere que nunca está realmente inactivo . En 2001, Raichle acuñó el término “modo predeterminado” para describir esta actividad. Las líneas de evidencia convergentes llevaron a la identificación de regiones que comprenden la red de modo predeterminado (DMN), que subyace a esta cognición autodirigida.

La actividad en la DMN está “anticorrelacionada” con la actividad en la llamada red de atención dorsal (DAT): cuanto más activa es una de las dos redes, menos activa tiende a ser la otra.

La actividad en el DAT corresponde a la atención dirigida hacia afuera, mientras que el DMN subyace a la conciencia de uno mismo. Este arreglo proporciona una cuenta potencial de nuestra experiencia consciente en términos de un equilibrio recíproco entre dos redes neuronales opuestas. “No es una cosa o una cosa; simplemente estás inclinando la balanza “, dice Raichle. “Nos deslizamos de un lado a otro, pero ambos están allí hasta cierto punto”.

Una parte de esta investigación ha sido controvertida debido a un método utilizado para limpiar el ruido de los datos del escáner cerebral que, según algunos investigadores, siempre generará patrones anticorrelacionados como un artefacto del procesamiento de los datos. En el estudio, publicado el miércoles en Avances de la ciencia, Huang y sus colegas evitaron el problema adoptando un enfoque que no utilizaba este método de procesamiento. En cambio, aprovecharon las técnicas de aprendizaje automático para clasificar los patrones de activación cerebral en ocho grupos. Dos de ellos correspondían al DMN y al DAT, y seis están relacionados con otras redes conocidas que subyacen a las funciones cerebrales: la red sensorial y motora, la red visual, la red de atención ventral, la red frontoparietal y dos redes que representan estados de activación entre los cerebros. y desactivación.

Para capturar la actividad cerebral, el equipo utilizó una técnica llamada resonancia magnética funcional en estado de reposo (rsfMRI). En lugar de promediar la actividad durante largos períodos, que generalmente se realiza cuando se usa rsfMRI para estimar qué tan bien conectadas están las regiones, los investigadores querían investigar cómo se desarrolla la activación cerebral momento a momento con el tiempo.

Mostraron que el órgano realiza ciclos rápidamente a través de diferentes estados, correspondientes a cada una de las ocho redes, con algunas transiciones que son más probables que otras, lo que Huang describe como un “circuito temporal”. En particular, el cerebro pasa a través de estados intermedios entre la activación de DMN y DAT en lugar de cambiar instantáneamente entre estos dos extremos, lo que representa los procesos cognitivos de más alto nivel.

Los investigadores escanearon a 98 participantes, que yacían inmóviles pero conscientes o en un estado sin respuesta.

Este último fue causado por anestesia con propofol o ketamina o por una afección neuropatológica conocida como síndrome de vigilia sin respuesta, una afección vegetativa resultante de una lesión cerebral. Todos estos estados que no respondieron tenían una cosa en común: el DMN y el DAT estaban “aislados” del movimiento constante entre las redes del circuito temporal, y prácticamente nunca se activaron.

Cada tipo de falta de respuesta varió en términos de los mecanismos moleculares, los circuitos neuronales y las experiencias involucradas (aquellos bajo anestesia con ketamina informaron alucinaciones, por ejemplo). Estas observaciones podrían indicar que la ausencia de actividad DMN-DAT es común a cualquier forma de conciencia disminuida y que su presencia puede ser una característica necesaria de la conciencia plena. “Lo que (los investigadores están sugiriendo) aquí es: si se mete con ese equilibrio, verá un costo en la conciencia”, dice Raichle, quien no participó en el estudio. “Es una forma interesante de enmarcar (actividad DMN-DAT), y es descriptivo de nuestra conciencia. ¿Pero lo explica? No estoy seguro.”

En otro experimento, los investigadores mostraron que reproducir un sonido aumentaba la activación de la red de atención ventral (que redirige nuestra atención a estímulos inesperados) y suprime la activación de la DMN en participantes conscientes pero no en los que no responden. Un experimento de control final evaluó la activación de la red en una base de datos de escáneres cerebrales de pacientes psiquiátricos. Los científicos no encontraron diferencias entre este grupo y los participantes conscientes en términos de actividad de DMN y DAT, lo que demuestra que su pérdida es específica a la capacidad de respuesta reducida, no a cualquier forma de cognición desordenada.

También hubo diferencias entre los diversos estados que no respondieron. Por ejemplo, los participantes que recibieron ketamina ingresaron con mayor frecuencia en estados de activación y desactivación de cerebros cruzados. Este patrón también se observó en las exploraciones de pacientes esquizofrénicos, lo que sugiere que los patrones hiperactivados pueden corresponder a experiencias alucinantes comunes tanto al uso de ketamina como a la esquizofrenia. “Si todos los procesadores comparten información en todas partes del cerebro, creo que puede perder la diferencia entre usted y el medio ambiente”, dice Huang. “Todo ocurre a la vez y tienes distorsiones de tu contenido mental”.

El trabajo podría utilizarse potencialmente para desarrollar medidas de conciencia para evaluar la eficacia de los tratamientos para los trastornos de la conciencia o para el monitoreo en línea de la anestesia. “Una vez que vemos que las dos redes disminuyen, creemos que las personas no son conscientes de su entorno”, dice Huang. Las medidas para evaluar si un individuo está consciente o no podrían ayudar a los médicos en la sala de cirugía. Luego, planea investigar los mecanismos neuronales que regulan estas transiciones en el circuito temporal que comprende estas redes cerebrales, una exploración de lo que orquesta la dinámica del baile de la actividad consciente.

Fuente

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí