Investigadores encuentran una mejor manera de medir la conciencia
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
A millones de personas se les administra anestesia general cada año solo en los Estados Unidos, pero no siempre es fácil saber si realmente están inconscientes.
Una pequeña proporción de esos pacientes recupera algo de conciencia durante los procedimientos médicos, pero un nuevo estudio de la actividad cerebral que representa la conciencia podría prevenir ese posible trauma. También puede ayudar tanto a las personas en coma como a los científicos que luchan por definir qué partes del cerebro pueden afirmar ser clave para la mente consciente.
«Lo que se ha demostrado durante 100 años en un estado inconsciente como el sueño son estas ondas lentas de actividad eléctrica en el cerebro», dice Yuri Saalmann, profesor de psicología y neurociencia de la Universidad de Wisconsin-Madison. «Pero es posible que esas no sean las señales correctas para aprovechar. Bajo una serie de condiciones con diferentes fármacos anestésicos, en personas que están en coma o con daño cerebral u otras situaciones clínicas, también puede haber actividad de alta frecuencia».
Los investigadores de UW-Madison registraron la actividad eléctrica en unas 1000 neuronas que rodean cada uno de los 100 sitios del cerebro de un par de monos en el Centro Nacional de Investigación de Primates de Wisconsin durante varios estados de conciencia: bajo anestesia inducida por fármacos, sueño ligero , vigilia en reposo y despertado de la anestesia a un estado de vigilia a través de la estimulación eléctrica de un punto profundo en el cerebro (un procedimiento que los investigadores describieron en 2020).
«Con datos en múltiples regiones del cerebro y diferentes estados de conciencia, podríamos juntar todos estos signos tradicionalmente asociados con la conciencia, incluyendo qué tan rápido o lento son los ritmos del cerebro en diferentes áreas del cerebro con más métricas computacionales que describir cuán complejas son las señales y cómo interactúan las señales en diferentes áreas», dice Michelle Redinbaugh, estudiante de posgrado en el laboratorio de Saalman y coautora principal del estudio, publicado hoy en la revista Cell Systems.
Para seleccionar las características que mejor indican si los monos estaban conscientes o inconscientes, los investigadores utilizaron el aprendizaje automático. Entregaron su gran cantidad de datos a una computadora, le dijeron qué estado de conciencia había producido cada patrón de actividad cerebral y le preguntaron qué áreas del cerebro y patrones de actividad eléctrica se correspondían más fuertemente con la conciencia.
Los resultados apuntaron fuera de la corteza frontal, la parte del cerebro que generalmente se monitorea para mantener de manera segura la anestesia general en pacientes humanos y la parte con mayor probabilidad de exhibir las ondas lentas de actividad que durante mucho tiempo se consideraron típicas de la inconsciencia.
«En la clínica ahora, pueden colocar electrodos en la frente del paciente», dice Mohsen Afrasiabi, el otro autor principal del estudio y científico asistente en el laboratorio de Saalmann. «Proponemos que la parte posterior de la cabeza sea un lugar más importante para esos electrodos, porque hemos aprendido que la parte posterior del cerebro y las áreas profundas del cerebro predicen mejor el estado de conciencia que la parte frontal».
Y aunque tanto la actividad de baja como la de alta frecuencia pueden estar presentes en estados inconscientes, es la complejidad lo que mejor indica una mente despierta.
«En un estado anestesiado o inconsciente, esas sondas en 100 sitios diferentes registran una cantidad relativamente pequeña de patrones de actividad», dice Saalmann, cuyo trabajo cuenta con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud.
Se asoció una gama de patrones más grande o más compleja con el estado de vigilia del mono.
«Se necesita más complejidad para transmitir más información, razón por la cual está relacionado con la conciencia», dice Redinbaugh. «Si tiene menos complejidad en estas áreas importantes del cerebro, no pueden transmitir mucha información. Está viendo un cerebro inconsciente».
Un posible resultado de las mediciones más precisas de los pacientes que se someten a anestesia es los nuevos hallazgos, y los investigadores son parte de una colaboración respaldada por la Fundación Nacional de Ciencias que trabaja en la aplicación del conocimiento de áreas clave del cerebro.
«Más allá de solo detectar el estado de conciencia, estas ideas podrían mejorar los resultados terapéuticos de personas con trastornos de la conciencia», dice Saalmann. «Podríamos usar lo que hemos aprendido para optimizar los patrones eléctricos a través de una estimulación cerebral precisa y ayudar a las personas que están, por ejemplo, en coma a mantener un nivel continuo de conciencia».
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Los investigadores estimulan áreas vitales para la conciencia en el cerebro de los monos y los despierta Más información: Mohsen Afrasiabi et al. La conciencia depende de la integración entre la corteza parietal, el cuerpo estriado y el tálamo. Sistemas Celulares. 16 de marzo de 2021 DOI:doi.org/10.1016/j.cels.2021.02.003 Información de la revista: Cell Systems
Proporcionado por la Universidad de Wisconsin-Madison Cita : Los investigadores encuentran una mejor manera de medir la conciencia (2021, 16 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-conciencia.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.