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Identifican el patrón cerebral que origina la consciencia

Identifican el patrón cerebral que origina la consciencia

Los científicos han identificado por primera vez el patrón cerebral que origina la consciencia humana: 42 regiones cerebrales y seis redes neuronales vinculadas a la cognición nos permiten percibir la realidad. Su actividad determina si un paciente con lesión cerebral es o no consciente.

Identifican el patrón cerebral que origina la consciencia

Un equipo internacional de científicos, entre los que figuran miembros de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, ha identificado por primera vez el patrón de actividad neuronal que origina la consciencia humana.

La consciencia es la capacidad del ser humano para percibir la realidad y reconocerse en ella, así como de reconocer a otras personas. Esta capacidad se pierde total o parcialmente durante largo tiempo en pacientes afectados por una lesión cerebral.

Sin embargo, hasta ahora no existían marcadores fiables que pudieran determinar la presencia o ausencia de consciencia. La nueva investigación ha establecido que existen distintos patrones de actividad cerebral que señalan la diferencia entre una persona consciente y otra en estado de inconsciencia.

Ha podido apreciar que durante el estado de consciencia, determinadas regiones del cerebro se comunican de forma fluida, mostrando conexiones sinápticas (entre neuronas) que facilitan el intercambio eficiente de información, que es la base de la consciencia. Sin embargo, cuando las personas están inconscientes, esas regiones cerebrales no se conectan y desvelan que la persona afectada carece de consciencia.

Ya se sabía que algunas zonas cerebrales complejas, como la corteza prefrontal o la precuña o precúneo, una parte del lóbulo parietal superior, son responsables de una amplia gama de funciones cognitivas superiores.

Sin embargo, esas zonas del cerebro desempeñan múltiples funciones, desconociéndose hasta ahora cómo se representa la consciencia en el cerebro a nivel de redes neuronales específicas. La nueva investigación lo ha descubierto valiéndose de la imagen por resonancia magnética funcional (IRMf), un procedimiento que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales activas al ejecutar una tarea determinada.

Huellas cerebrales

Gracias a esta técnica, esta investigación ha identificado las huellas cerebrales que indican la existencia de consciencia y que permiten diferenciar a pacientes conscientes de los inconscientes después de una lesión cerebral.

La diferencia se aprecia porque cuando una región cerebral es muy activa, consume más oxígeno y necesita más sangre para desempeñar sus funciones. Observando estas regiones cerebrales es posible detectar estos cambios de actividad incluso en personas que están descansando, así como medir las variaciones de una región a otra para crear modelos de conectividad a través del cerebro.

Esta fue la metodología seguida en esta investigación, que observó la actividad cerebral de 53 pacientes en estado vegetativo, de otras 59 personas con un estado de consciencia mínimo y de otros 47 voluntarios sanos, todos ellos procedentes de hospitales de Paris, Lieja, Nueva York, Londres y Ontario (Canadá).

La consciencia de los pacientes de París, Lieja y Nueva York fue diagnosticada mediante sistemas convencionales, como por ejemplo pidiendo al paciente que mueva la mano o guiñe un ojo. Sin embargo, la consciencia de los pacientes de Londres fue evaluada mediante técnicas avanzadas de imagen cerebral, que reflejaban la reacción neuronal ante la indicación, no de mover la mano o los ojos, sino sólo de imaginarlo.

De esta forma, los investigadores descubrieron interacciones dinámicas muy complejas en 42 regiones específicas del cerebro que pertenecían a seis redes neuronales implicadas en la cognición.

Y lo más importante: este esquema complejo de actividad cerebral sólo estaba presente en las personas que tenían algún nivel de consciencia. Incluso desaparecía en las personas sometidas a anestesia, que supone solamente un estado temporal y controlado de la pérdida de consciencia.

Patrón cerebral complejo

«Descubrimos un patrón cerebral complejo en el que la conectividad funcional era significativamente diferente de la conectividad estructural. Esta tendencia fue más frecuente en sujetos conscientes y casi inexistente en pacientes inconscientes”, explica  Athéna Demertzi, autora principal del estudio, en un comunicado.

Para los investigadores, eso significa que los métodos empleados son eficientes, ya que sus resultados se obtienen independientemente de la lesión cerebral o de la actividad externa que pueda manifestar un paciente (mover una mano o guiñar un ojo).

El diagnóstico puede establecerse a partir de ahora a partir de la dinámica cerebral, indicador riguroso del estado de la consciencia humana en un paciente clínico con lesión cerebral: un biomarcador objetivo puede desempeñar un papel importante en las decisiones médicas.

Los investigadores plantean que en el futuro tal vez sea posible incluso estimular la actividad de estas regiones cerebrales y restaurar algún grado de consciencia en pacientes que la hayan perdido, a través de técnicas de estimulación cerebral no invasivas, como la estimulación eléctrica transcraneal.

La investigación aporta también información importante de cómo se genera la consciencia en el cerebro y abre la puerta a otras investigaciones sobre las huellas que dejan en las neuronas los estados alterados de consciencia, desde los psicodélicos a los sueños lúcidos, y desvelar así otros misterios sobre la consciencia humana.

Referencia

Human consciousness is supported by dynamic complex patterns of brain signal coordination. A. Demertzi et al. Science Advances  06 Feb 2019:Vol. 5, no. 2, eaat7603. DOI:10.1126/sciadv.aat7603

RedacciónT21

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