Al estudiar la
lechuza común, científicos de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland, Estados Unidos, creen que han dado un paso importante para resolver el misterio de cómo el
cerebro elige lo que
merece más la atención.
El hallazgo, que se publica en la portada en el último número de la revista 'Cell Reports', probablemente se aplica a todos los animales, incluidos los
humanos, y ofrece una
nueva perspectiva de lo que funciona mal en el cerebro con enfermedades como el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH).
"Hay un millón de cosas en el mundo bombardeando nuestros ojos, nuestros oídos, nuestra piel y otros órganos sensoriales. De todas esas cosas, ¿a qué
información especial debemos prestar atención en cada instante para guiar nuestro comportamiento?", afirma el coautor
Shreesh Mysore, neurocientífico de la Universidad Johns Hopkins. "Nuestro trabajo proporciona una respuesta muy hermosa a cómo el cerebro resuelve un componente clave de ese problema", añade.
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Los investigadores decidieron estudiar el cerebro medio
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A pesar de estudiar el cerebro anterior de los animales, tenemos una buena respuesta a la pregunta de cómo el cerebro decide a qué prestar atención. Los investigadores decidieron observar el cerebro medio, una parte evolutivamente más antigua del cerebro que se encuentra en todo, desde peces y mamíferos hasta aves y humanos.
"Todos los animales tienen la necesidad de prestar atención a lo que podría afectar a su supervivencia, pero no todos tenemos un cerebro anterior altamente desarrollado", subraya Mysore, también es profesor asistente de Ciencias Psicológicas y Cerebrales Los investigadores eligieron estudiar los problemas de las neuronas de una manera que facilita el
seguimiento de la actividad de neuronas específicas. En este
vídeo, los investigadores mostraron
15 estímulos visuales en un monitor mientras medían la actividad de neuronas individuales en sus cerebros medios.
Neuronas individuales responden a varias zonas de ubicaciones
Lo que encontraron fue inesperado. Aunque las neuronas individuales generalmente codifican el
espacio visual topográficamente, lo que significa que las neuronas vecinas codifican los espacios para las partes vecinas del mundo, aquí hay neuronas individuales que responden a varias zonas de ubicaciones, a veces muy alejadas.
Para descubrir por qué estas neuronas se estaban duplicando e incluso triplicando, el autor principal
Nagaraj Mahajan, candidato a doctorado en Ingeniería Eléctrica e Informática, diseñó un modelo. Descubrió que si las neuronas necesitaban señalar la ubicación más importante del mundo sin importar de dónde provenía la información visual, la única forma posible de codificar el espacio mientras se mantenían controlados los costos metabólicos y de cableado era tener menos neuronas que ubicaciones en el mundo, con cada neurona codificando múltiples ubicaciones dispares.
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"Es una investigación básica pero, si tenemos suerte, podemos usarla como terapéutica"
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El
verdadero cerebro del búho coincidía casi perfectamente con estas predicciones de ordenador. Cuando contaron las neuronas del cerebro medio, había un
40 por ciento menos que las posibles ubicaciones. Y las ubicaciones que las neuronas individuales codificaron estaban organizadas por un
principio combinatorio, muy parecido a una
solución de rompecabezas de Sudoku.
La investigación serviría para descifrar el enigma de la incapacidad para concentrarse
"Esto nos da una respuesta por primera vez sobre cómo el cerebro realmente
resuelve el problema de la selección en todos los lugares posibles. Lo que tenemos ahora es una
respuesta satisfactoria para un
problema que es
fundamental y universal", subraya Mysore.
El equipo espera que con la comprensión de cómo el cerebro resuelve la atención a nivel neural, podría ser posible hacer
predicciones sobre qué funciona mal en enfermedades como trastorno por déficit de atención/hiperactividad o TDAH.
"Creemos que estas neuronas serían una clave importante para el
enigma de esa incapacidad para concentrarse -apunta Mysore-. Esta es una
investigación básica, pero si tenemos suerte, podemos usarla como
terapéutica".
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