Se identifican patrones neuronales de la conciencia
ISTOCK, JOHNNY GREIG
Los cerebros de las personas en estado vegetativo, parcialmente consciente o totalmente consciente tienen diferentes perfiles de actividad según lo revelado por imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI ), según un informe de hoy (6 de febrero) en Science Advances. Los resultados del estudio indican que, en comparación con los pacientes que carecen de conciencia, los cerebros de las personas sanas exhiben una conectividad altamente dinámica y compleja.
“Este nuevo estudio proporciona un avance sustancial en la caracterización de las ‘huellas dactilares’ de la conciencia en el cerebro” Anil Seth, neurocientífico de la Universidad de Sussex, Reino Unido, que no participó en el proyecto, escribe en un correo electrónico a The Scientist. «Abre nuevas puertas para determinar los estados conscientes, o su ausencia, en una variedad de condiciones diferentes».
Una persona puede perder el conocimiento temporalmente, como durante el sueño o la anestesia, o más permanentemente como está el caso de ciertas lesiones cerebrales. Pero mientras que la inconsciencia se manifiesta conductualmente como un…
Algunos pacientes que aparentemente no responden, por ejemplo, pueden mostrar actividades cerebrales similares a las de las personas plenamente conscientes cuando se les pide que imaginen que realizan una tarea física como jugar al tenis. Tal respuesta mental en ausencia de retroalimentación física es una condición conocida como disociación cognitivo-motora.
Por lo tanto, los investigadores están tratando de construir una mejor imagen de lo que sucede en el cerebro humano durante la conciencia y la inconsciencia. En algunos estudios, los registros de electroencefalografía (EEG) de las actividades eléctricas del cerebro durante el sueño, bajo anestesia o después de una lesión cerebral han revelado patrones de ondas cerebrales asociadas con la conciencia. Pero, dice Jacobo Sitt del Instituto del Cerebro y la Médula Espinal de París, tales mediciones no brindan buena información espacial sobre la actividad cerebral. Con fMRI, por otro lado, sabemos de dónde proviene la actividad.
Sitt y sus colegas realizaron escáneres cerebrales con fMRI en un total de 47 individuos sanos y 78 pacientes que tenían síndrome de vigilia sin respuesta (UWS) un estado vegetativo en el que los ojos del paciente se abren, pero nunca muestran un movimiento voluntario o se encuentran en un estado de conciencia mínima (MCS) que tienen comportamientos más complejos, como la capacidad de seguir un objeto con los ojos, pero no pueden comunicar pensamientos o sentimientos . Los escaneos fueron realizados por un equipo internacional de colaboradores en tres instalaciones diferentes en París, Nueva York y Lige, Bélgica.
Datos de los escaneos fMRI, que generaron aproximadamente 400 imágenes en aproximadamente 20 minutos para cada paciente , se analizó computacionalmente en busca de patrones identificables de actividad. Se detectaron cuatro patrones de forma reproducible dentro de los datos de cada instalación. Y, para dos de estos patrones, la probabilidad de que ocurran en una exploración de un individuo determinado dependía del diagnóstico.
Los individuos sanos, por ejemplo, eran más propensos que los pacientes a mostrar el patrón 1 caracterizado por una alta complejidad espacial e interregional. conectividad que indica coordinación en todo el cerebro. Los pacientes con UWS, por otro lado, rara vez mostraban el patrón 1, y con mayor frecuencia mostraban el patrón 4 caracterizado por baja complejidad y conectividad interregional reducida. En términos generales, los pacientes con SQM se encontraban en algún punto intermedio. La ocurrencia de los patrones 2 y 3 fue igualmente probable en todos los grupos.
Patrón de actividad cerebral 1 (izquierda) y 4 (derecha) identificados dentro de los datos de fMRIE. TAGLIAZUCCHI &erio; A. DEMERTZI
El equipo pasó a analizar un segundo grupo de 11 pacientes en un centro de Ontario, Canadá. Nuevamente, los cuatro patrones distintos se detectaron dentro de las imágenes de fMRI. Seis de estos pacientes tenían UWS y mostraban predominantemente el patrón 4, mientras que los cinco restantes, que tenían disociación cognitivo-motora, tenían tasas más altas del patrón 1, lo que respalda la evidencia previa de conciencia en estos pacientes.
Con tal mezcla de pacientes, instalaciones, escáneres e investigadores, el estudio tenía todas las posibilidades de fallar, dice el neurocientífico Tristan Bekinschtein de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, que no participó en la investigación. Sin embargo, los resultados fueron brutalmente consistentes, dice.
Tener firmas identificables de conciencia e inconsciencia podría, en última instancia, ayudar a los médicos y las familias a tomar decisiones difíciles sobre el apoyo vital continuo para pacientes vegetativos, dice el investigador de anestesiología Anthony Hudetz de la Universidad. de Michigan que no participó en el trabajo. También podría proporcionar información sobre si los métodos de rehabilitación particulares u otros tratamientos están funcionando.
Todo eso depende de una mejor comprensión de lo que sucede en el cerebro de estos pacientes en comparación con [personas] sanas o conscientes, dice Hudetz. . Con ese fin, este documento da un gran paso adelante.
A. Demertzi et al., La conciencia humana está respaldada por patrones dinámicos complejos de coordinación de señales cerebrales, Sci Adv, 5: eaat7603, 2019.
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