Tendencias21
El ritmo cerebral es el que nos saca del laberinto

El ritmo cerebral es el que nos saca del laberinto

Para sacarnos de un laberinto, el cerebro modifica el ritmo de los pulsos neuronales: oscurece las calles que no nos convienen para que nos centremos en la única ruta que nos lleva a casa. Solo ocurre cuando las neuronas se sincronizan en ritmo gamma.

El cerebro tiene varias estrategias para conseguir propósitos cognitivos. Por ejemplo, es capaz de reconocer qué camino debemos seguir para llegar a casa, aunque las calles que nos rodean sean bastante parecidas.

Ya sabemos incluso que representa la incertidumbre del entorno de una forma probabilística, casi matemática, para que podamos tomar las decisiones más acertadas.

Una nueva investigación de la Universidad de Bonn ha descubierto ahora que el mecanismo cerebral que desempeña un papel importante en esta capacidad solo funciona cuando las neuronas se sincronizan en un ritmo especial. Los resultados se publican en eLife.

El ritmo se refiere a los pulsos que realizan las neuronas para transmitir información. Originan fluctuaciones en la actividad cerebral que siguen una dinámica regular.

Sin embargo, hay momentos en los que varía la frecuencia del pulso neuronal. Por ejemplo, cuando dormimos, los pulsos neuronales son más lentos respecto a los que tenemos durante el día.

Mirando en el cerebro de ratones

La nueva investigación ha observado el cerebro de ratones en procesos relacionados con la necesidad de seleccionar información para orientarse en un entorno espacial.

Los científicos querían determinar el mecanismo cerebral que permite diferenciar una ruta correcta de otra errónea para llegar a un destino conocido.

El mecanismo que usa el cerebro para diferenciar imágenes es el mismo que utiliza un programa informático para detectar diferencias entre fotos.

Este software compara imágenes, detecta similitudes y diferencias y marca en negro las coincidencias.

Nuestro cerebro hace algo parecido: utiliza métodos sofisticados de procesamiento de señales para resaltar discrepancias entre el recuerdo que tenemos de una encrucijada.

Al destacar las discrepancias, nos centramos en la calle que nos interesa para llegar a nuestro destino y descartamos (ponemos en negro) las rutas que nos pueden confundir. Sencillamente no las tenemos en cuenta.

Giro dentado

Una estructura cerebral particular, el giro dentado, desempeña un papel importante en este proceso. Se encuentra en el hipocampo, una región que juega un papel importante en los procesos de memoria en los mamíferos.

Sin el giro dentado, los ratones tienen grandes dificultades para detectar pequeños cambios en el entorno. Y es en esa zona donde tiene lugar el mecanismo que hace posible la selección de imágenes convenientes.

Este mecanismo se llama «inhibición de retroalimentación»: a través de este proceso, las neuronas implicadas en las imágenes erróneas se inhiben y nos ocultan las rutas que no debemos seguir. Y sin darnos cuenta, tomamos el camino correcto.

Ritmos neuronales

La nueva investigación ha comprobado que esta selección tiene relación con los ritmos de los pulsos neuronales: solo funciona cuando las células nerviosas que reflejan las calles erróneas se sincronizan con el ritmo gamma.

Esta frecuencia de los pulsos de las neuronas es la que consigue la inhibición de las neuronas que señalan las calles equivocadas.

Los investigadores comparan este descubrimiento con lo que pasa en casos de Alzheimer: el cambio en el ritmo cerebral es el que origina los trastornos de memoria.

Algo parecido ocurre cuando nos centramos en la calle correcta: “olvidamos” las que están alrededor para que no nos desviemos de nuestra ruta.

Saliendo del laberinto

Todo eso significa que, para sacarnos de un laberinto, el cerebro modifica el ritmo de los pulsos neuronales para oscurecer las calles que no nos convienen y que nos centremos en la única ruta que nos lleva a casa.

La nueva investigación ha comprobado que el ritmo cerebral gamma, aparentemente implicado en el proceso de percepción consciente, es el que facilita la inhibición neuronal que nos cambia la imagen de la encrucijada.

De hecho, ya se sabía que las oscilaciones en frecuencia gamma de los pulsos neuronales dominan durante los procesos de aprendizaje en ratones.

Ahora sabemos que también se activan cuando tenemos que descubrir la ruta a seguir para llegar a casa. Una forma inteligente de ponernos fácil el aprendizaje.

Complejidad profunda

Esta investigación complementa otra anterior según la cual las neuronas se valen de las ondas cerebrales para separar lo importante de lo secundario en los procesos cognitivos.

Usan las diferentes frecuencias de las ondas cerebrales para clasificar la información antes de hacerla llegar a las células nerviosas que toman las decisiones.

Curiosamente, dependemos de un órgano mucho más complejo de lo que pensamos para comprender su propia complejidad, que a la vez es la nuestra.

Referencia

Quantitative properties of a feedback circuit predict frequency-dependent pattern separation. Oliver Braganza et al. eLife. DOI: 10.1101/813188

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una extraña y antigua megaestructura acecha bajo el mar Báltico 14 febrero, 2024
    En la bahía alemana de Mecklenburg, a 21 metros de profundidad, los científicos han encontrado una antigua megaestructura que data de la Edad de Piedra, concretamente de hace más de 10.000 años. La estructura, que abarca una longitud de casi un kilómetro y está compuesta por piedras de distintos tamaños, desafía toda explicación natural: los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectan por primera vez materia oscura en un cúmulo galáctico 14 febrero, 2024
    La materia oscura identificada, detectada indirectamente en un cúmulo conformado por miles de galaxias, podría ayudar a los científicos a comprobar la existencia de una estructura a gran escala que se extiende por todo el Universo: de esta forma, un "andamiaje" de materia oscura atravesaría todo el cosmos y sería el sostén de innumerables galaxias, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer implante cerebral de Neuralink en un humano está rodeado de misterio 14 febrero, 2024
    Existen dudas sobre si el primer implante cerebral a un humano, anunciado por Elon Musk el 29 de enero, se ha producido realmente, ya que todo está rodeado de falta de transparencia, ausencia de certificación científica, escasos detalles sobre su tecnología, sus métodos y sus resultados.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren un fármaco de animación suspendida que imita la hibernación 14 febrero, 2024
    Descubren un fármaco de "animación suspendida" que imita la hibernación y podría mejorar el trasplante de órganos, asegurar la supervivencia ante lesiones traumáticas y facilitar los viajes espaciales de larga duración.
    Redacción T21
  • La muerte los llama y ellos se juntan 13 febrero, 2024
    Un experimento desarrollado en "granjas de cadáveres" permitió comprobar que la descomposición de cuerpos humanos y de otras especies atrae siempre a las mismas variedades de microorganismos y hongos, sin importar el clima, la estación del año o la ubicación en el globo. Un mejor conocimiento de esta comunidad "universal" de descomponedores permitirá importantes avances […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una corriente oceánica fundamental para el equilibrio climático podría anticipar su colapso 13 febrero, 2024
    Los científicos han descubierto una señal de advertencia clave antes que una corriente crucial del Atlántico colapse y sumerja al hemisferio norte en un verdadero caos climático: la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC) genera una liberación de calor que ayuda a mantener a Europa, y también en parte a América del Norte, más […]
    Pablo Javier Piacente
  • Toda la biblioteca privada de Darwin ya está disponible en Internet 13 febrero, 2024
    La biblioteca privada de Charles Darwin ha sido completamente reconstruida y está disponible en Internet por primera vez, coincidiendo con el 215 cumpleaños del naturalista. El catálogo, de 300 páginas, contiene 7.400 títulos con un total de 13.000 volúmenes entre libros, escritos y revistas, que están al alcance de todo el mundo sin salir de […]
    Redacción T21
  • El metro de Londres implanta IA para vigilar la red subterránea 13 febrero, 2024
    El metro de Londres ha probado herramientas de vigilancia con IA en tiempo real para detectar posibles situaciones de riesgo o de conflicto y permitir al personal intervenir rápidamente. Detecta comportamientos agresivos e identifica a las personas que se cuelan sin pagar.
    Redacción T21
  • La memoria universal promete revolucionar a la informática 12 febrero, 2024
    La memoria universal podría reemplazar tanto a la RAM como al almacenamiento interno en los ordenadores de uso masivo, brindando una alternativa más rápida y más eficiente a nivel energético. Un nuevo estudio muestra un posible enfoque revolucionario de la memoria universal: empleando un nuevo material denominado GST467, los investigadores apreciaron que la memoria mejora […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los relámpagos volcánicos habrían encendido la llama de la vida en la Tierra primitiva 12 febrero, 2024
    Cuando la Tierra era joven y salvaje, los procesos en nuestro planeta transformaron una mezcla de ingredientes en lo necesario para impulsar la vida. Para esto es crucial el nitrógeno, un nutriente esencial para formar proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos. Los científicos han descubierto evidencias geológicas que indican que las descargas de rayos asociadas con […]
    Pablo Javier Piacente