Tendencias21
El cerebro usa dos relojes internos para anticipar el futuro

El cerebro usa dos relojes internos para anticipar el futuro

Descubren cómo calculamos cuándo hacer un movimiento: el cerebro usa dos relojes internos para anticipar el futuro. Uno se basa en el ritmo y otro en la experiencia previa. Ambos nos permiten navegar y disfrutar del mundo cotidiano.

El cerebro usa dos relojes internos para anticipar el futuro

El cerebro utiliza dos mecanismos neuronales diferentes para predecir el futuro inmediato, ha descubierto una investigación de la Universidad de Berkeley en California, cuyos resultados se publican en  la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Uno de los mecanismos neuronales es una especie de reloj interno que se basa en el ritmo. Está relacionado con los ganglios basales del cerebro, que se ocupan de los movimientos voluntarios realizados de forma inconsciente, para  tareas rutinarias. El otro reloj interno se basa en la experiencia previa. Está asociado al cerebelo, una región del encéfalo cuya función principal es integrar las vías sensitivas y las vías motoras.

Los dos relojes son críticos para nuestra capacidad de navegar y disfrutar del mundo. «Juntos, estos sistemas cerebrales nos permiten no solo existir en el presente, sino también anticipar activamente el futuro», explica el autor principal del estudio, Richard Ivry, en un comunicado.

Aprovechar el semáforo

Se refiere a procesos cotidianos de la vida, como por ejemplo, apretar el acelerador del coche una fracción de segundo antes de que el semáforo se ponga en verde, o empezar a mover los pies antes de que empiece a sonar la música que estamos esperando. El estudio ofrece una nueva perspectiva sobre cómo los humanos calculamos cuándo hacer un movimiento.

“Esta sincronización no es un proceso unificado, sino que hay dos formas distintas en las que hacemos predicciones temporales y éstas dependen de diferentes partes del cerebro», añade Assaf Breska, otro de los investigadores.

Los resultados de este trabajo confirman que el cerebro utiliza dos mecanismos diferentes para el tiempo de anticipación, desafiando las teorías de que un solo sistema cerebral maneja todas nuestras necesidades de tiempo, dijeron los investigadores.

«Nuestros resultados sugieren al menos dos formas diferentes en las que el cerebro ha evolucionado para anticipar el futuro», explica Breska. «Un sistema basado en el ritmo es sensible a los eventos periódicos del mundo, como lo es inherente al habla y la música», agregó. «Y un sistema de intervalos proporciona una capacidad de anticipación más general, sensible a las regularidades temporales, incluso en ausencia de una señal rítmica».

Metodología

Breska e Ivry estudiaron las fortalezas y los déficits de anticipación a través de personas con enfermedad de Parkinson (un tipo de trastorno del movimiento) y de personas con degeneración cerebelosa, una enfermedad en la cual las neuronas del cerebelo (la zona del cerebro que controla la coordinación muscular y el equilibrio) se deterioran y mueren.

A través de diversas pruebas, compararon cómo se comportaban los pacientes de ambas enfermedades en ejercicios de ordenador utilizando señales de tiempo. Ambos grupos vieron en una pantalla de ordenador secuencias de cuadrados rojos, blancos y verdes mientras pasaban a diferentes velocidades: debían pulsar una tecla en el momento en el que vieran pasar el cuadrado verde. Al igual que la luz ámbar de los semáforos, los cuadrados blancos les alertan de que el cuadrado verde va a pasar.

Los investigadores observaron que mientras el ritmo de paso de los diferentes cuadrados era constante, los pacientes con degeneración cerebelosa respondían bien a estas señales rítmicas. Sin embargo, cuando los cuadrados de colores siguieron un patrón más complejo, con diferentes intervalos entre los cuadrados rojo y verde, esta secuencia era más fácil de seguir por los pacientes de Parkinson.

Nuevos tratamientos

«Demostramos que los pacientes con degeneración del cerebelo tienen problemas para usar señales temporales no rítmicas, mientras que los pacientes con degeneración de los ganglios basales asociada con la enfermedad de Parkinson tienen problemas para usar las señales rítmicas», dijo Ivry.

El estudio permitió a los investigadores establecer una conexión entre la sincronización rítmica y los ganglios basales, así como entre la sincronización a intervalos, un temporizador interno basado en nuestra memoria de experiencias anteriores, y el cerebelo. Ambas son regiones cerebrales primarias asociadas con el movimiento y la cognición.

Además, sus resultados sugieren que si uno de estos relojes neuronales falla, el otro podría intervenir teóricamente. «Nuestro estudio identifica no solo los contextos anticipatorios en los que están afectados estos pacientes neurológicos, sino también los contextos en los que no tienen dificultades, lo que sugiere que podríamos modificar sus entornos para facilitarles la interacción con el mundo,» añade  Breska.

A partir de estos resultados, se abren nuevas vías para tratamientos no farmacéuticos de personas con déficits de temporalización neurológica: juegos de ordenador, aplicaciones móviles, estimulación cerebral profunda y modificaciones del sueño ambiental, podrían ayudarles a superar estas deficiencias.

Referencia

Double dissociation of single-interval and rhythmic temporal prediction in cerebellar degeneration and Parkinson’s disease. Assaf Breska and Richard B. Ivry, PNAS, November 13, 2018. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.1810596115

RedacciónT21

1 comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los agujeros negros en estado cuántico rompen los límites de lo extraño 2 noviembre, 2022
    El Universo nos está revelando que siempre es más extraño, misterioso y fascinante de lo que la mayoría de nosotros podríamos haber imaginado: un nuevo estudio ha descubierto que los agujeros negros, afectados por el fenómeno de superposición cuántica, pueden tener masas muy diferentes al mismo tiempo: extrapolando esta idea a una persona, significaría que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Pistas químicas resuelven uno de los misterios de los violines Stradivarius 2 noviembre, 2022
    Unas pistas químicas han resuelto uno de los misterios que convierten a los Stradivarius en los mejores violines del mundo: la madera contiene un tratamiento a base de proteínas que podría influir en el sonido del instrumento, dándole su inconfundible claridad.
    CERIC/T21
  • Las matemáticas descubren cuál es la mejor defensa para un equipo de fútbol 2 noviembre, 2022
    Físicos argentinos han desarrollado un modelo informático fabricado con imágenes reales de partidos de fútbol que calcula la mejor defensa para un equipo: lo que marca la diferencia no es la cooperación para los pases, sino la distancia entre los jugadores.
    N+1/T21
  • Identifican en Marte el impacto de meteorito más grande registrado en el Sistema Solar 1 noviembre, 2022
    Un seismo que sacudió el planeta rojo en 2021 fue el resultado del impacto de un meteorito masivo, según revelaron los científicos de la NASA. Se trata del impacto de meteorito más grande registrado hasta hoy en todo el Sistema Solar: el cráter producido mide 150 metros de ancho y 21 metros de profundidad. Al […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un enorme asteroide potencialmente peligroso para la Tierra 1 noviembre, 2022
    Un asteroide cercano y potencialmente peligroso es el más grande identificado en los últimos 8 años, según los investigadores. Con casi un kilómetro y medio de ancho, desarrolla una órbita que, en el futuro, podría acercarlo lo suficiente a la Tierra como para plantear un grave problema y poner a prueba los sistemas de defensa […]
    Pablo Javier Piacente
  • Podría haber 4 quintillones de objetos extraterrestres en nuestro sistema solar 1 noviembre, 2022
    En nuestro sistema solar podría haber hasta 4 quintillones de objetos tecnológicos extraterrestres. La mayoría serían muy pequeños para ser detectados, pero otros podrían ser como el misterioso Oumuamua, según astrónomos de Harvard.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los científicos chillan: nos estamos quedando sin futuro 1 noviembre, 2022
    La rebelión científica está viviendo una escalada de acciones que advierte del triste final que espera a nuestra civilización si seguimos mirando hacia otro lado ante la crisis planetaria: la indiferencia social, el negacionismo de los intereses creados y la inconciencia de las instituciones, nos están dejando sin futuro.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Marte tuvo un océano en su hemisferio norte 31 octubre, 2022
    Los científicos descubrieron en Marte más de 6.500 kilómetros de crestas fluviales, que son probablemente deltas de ríos erosionados o cinturones de canales submarinos: los restos de una antigua costa marciana, en torno a un océano o un gran mar que habría existido en el planeta rojo hace aproximadamente 3.500 millones de años, y que […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Luna nunca se separará de la Tierra, aunque se aleja progresivamente 31 octubre, 2022
    Un nuevo estudio que analizó las capas de roca en un parque australiano ha descubierto que la Luna estaba 60.000 kilómetros más cerca de la Tierra hace 2.500 millones de años, y que, aunque se está alejando de nuestro planeta 3,8 centímetros por año, nunca se separará de la Tierra.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubrimiento histórico en Suecia 31 octubre, 2022
    Los arqueólogos submarinos han descubierto un naufragio largamente buscado en el lecho marino cerca de Estocolmo. Se trata del Äpplet, de casi 400 años de antigüedad, que fue uno de los buques de guerra más grandes de su tiempo. Había sido botado en 1629 y hundido en 1659. Tiene su historia.
    Redacción T21