Cómo el ‘ruido’ en nuestro cerebro influye en nuestro comportamiento
La variabilidad neuronal puede proporcionar una ventana única a la función cerebral. Crédito: NomeVisualizzato y Cassidy Dickens, CC0
La actividad neuronal del cerebro es irregular y cambia de un momento a otro. Hasta la fecha, se ha pensado que este aparente «ruido» se debe a variaciones naturales aleatorias o errores de medición. Sin embargo, los investigadores del Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano han demostrado que esta variabilidad neuronal puede proporcionar una ventana única a la función cerebral. En un nuevo artículo de Perspective publicado ahora en la revista Neuron, los autores argumentan que los investigadores deben centrarse más en la variabilidad neuronal para comprender completamente cómo surge el comportamiento del cerebro.
Cuando los neurocientíficos investigan el cerebro, su actividad parece variar todo el tiempo. A veces la actividad es más alta o más baja, rítmica o irregular. Mientras que promediar la actividad cerebral ha servido como una forma estándar de visualizar cómo «funciona» el cerebro, los patrones irregulares y aparentemente aleatorios en las señales neuronales a menudo se han ignorado. Sorprendentemente, tales irregularidades en la actividad neuronal aparecen independientemente de si se evalúan neuronas individuales o regiones cerebrales completas. Los cerebros simplemente siempre parecen «ruidosos», lo que genera la pregunta de qué puede revelar esa variabilidad neuronal momento a momento sobre la función cerebral.
En una serie de estudios realizados en los últimos 10 años, los investigadores de Lifespan Neural El Grupo de Dinámica (LNDG) del Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y el Centro Max Planck UCL de Psiquiatría Computacional e Investigación del Envejecimiento han examinado sistemáticamente el «ruido» del cerebro, lo que demuestra que la variabilidad neuronal tiene una influencia directa en el comportamiento. En un nuevo artículo de Perspective publicado en la revista Neuron, el LNDG, en colaboración con la Universidad de Lbeck, destaca lo que ahora es evidencia sustancial que respalda la idea de que la variabilidad neuronal representa una dimensión clave, aunque infravalorada, para comprender las relaciones entre el cerebro y el comportamiento. «Los animales y los humanos pueden adaptarse con éxito a las demandas ambientales, pero ¿cómo puede surgir tal éxito conductual frente a la variabilidad neuronal? Argumentamos que los neurocientíficos deben lidiar con la posibilidad de que el comportamiento pueda surgir debido a la variabilidad neuronal, no a pesar de ella. » dice Leonhard Waschke, primer autor del artículo y becario postdoctoral de LNDG.
Un estudio reciente de LNDG publicado en la revista eLife ejemplifica el vínculo directo entre la variabilidad neuronal y el comportamiento. La actividad cerebral de los participantes se midió mediante electroencefalografía (EEG) mientras respondían a objetivos visuales débiles. Cuando se les dijo a las personas que detectaran tantos objetivos visuales como fuera posible, la variabilidad neuronal generalmente aumentó, mientras que se reguló a la baja cuando se les pidió a los participantes que evitaran errores. Crucialmente, aquellos que fueron más capaces de adaptar su variabilidad neuronal a estas demandas de tareas se desempeñaron mejor en la tarea. «Cuanto mejor puede un cerebro regular su ‘ruido’, mejor puede procesar información desconocida y reaccionar ante ella. Las formas tradicionales de analizar la actividad cerebral simplemente ignoran todo este fenómeno», dice Niels Kloosterman, becario postdoctoral de LNDG, primer autor de este estudio y coautor del artículo en Neuron.
El LNDG continúa demostrando la importancia de la variabilidad neuronal para el comportamiento humano exitoso en una serie de estudios en curso. Ya sea que se le pida a uno que procese una cara, recuerde un objeto o resuelva una tarea compleja, la capacidad de modular la variabilidad momento a momento parece ser necesaria para un rendimiento cognitivo óptimo. «Los neurocientíficos han visto este ‘ruido’ en el cerebro durante décadas, pero no han entendido lo que significa. Un creciente trabajo de nuestro grupo y de otros destaca que la variabilidad neuronal puede servir como una señal indispensable del éxito conductual por derecho propio. Con la creciente disponibilidad de herramientas y enfoques para medir la variabilidad neuronal, estamos entusiasmados de que tal hipótesis ahora se pueda probar de inmediato», dice Douglas Garrett, científico investigador sénior y líder del grupo LNDG. En las próximas fases de su investigación, el grupo planea examinar si la variabilidad neuronal y el comportamiento pueden optimizarse a través de la estimulación cerebral, el entrenamiento conductual o la medicación.
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Variabilidad de la señal y rendimiento cognitivo en el cerebro humano que envejece Más información: Leonhard Waschke et al, Behavior need neural variability, Neuron (2021). DOI: 10.1016/j.neuron.2021.01.023 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por Max Planck Society Cita: Cómo el ‘ruido’ en nuestro cerebro influye en nuestro comportamiento (2021, 17 de febrero) obtenido el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-noise-brain-behavior.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.