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Default @ October 27, 2014

Las regiones del cerebro "afinar" la actividad para permitir la atención

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El cerebro parece sincronizar la actividad de las diferentes regiones del cerebro para que sea posible que una persona a prestar atención o concentrarse en una tarea, científicos de la Escuela de Medicina de St. Louis University de Washington han aprendido.

Las regiones del cerebro "afinar" la actividad para permitir la atención

Científicos del Laboratorio de Neuroimagen en la Escuela de Medicina de St. Louis University de Washington han aprendido que las regiones cerebrales se sincronizan sus niveles de actividad que permita la atención. En la foto (de izquierda) son el primer autor Amy Daitch, co-autor principal Maurizio Corbetta, investigador postdoctoral Alicia Callejas y McDonnell Académico Lenny Ramsey.

Crédito: Robert J. Boston

Los investigadores creen que el proceso, más o menos similar a la sintonización múltiples walkie-talkies a la misma frecuencia, puede ayudar a establecer canales claros de comunicación entre las áreas del cerebro que detectan los estímulos sensoriales.

"Creemos que el cerebro no sólo pone regiones que facilitan la atención en alerta, pero también se asegura de esas regiones tienen líneas abiertas para llamar entre sí", dijo el autor Amy Daitch, investigador estudiante de posgrado.

Los resultados están disponibles en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Las personas que sufren de lesiones cerebrales o accidentes cerebrovasculares a menudo tienen problemas para prestar atención y concentrarse.

"Déficit de atención en las lesiones cerebrales han sido considerados como una pérdida de los recursos necesarios para concentrarse en una tarea", dijo el autor principal, Maurizio Corbetta, MD, el profesor Norman J. Stupp de Neurología. "Sin embargo, este estudio muestra que la alineación temporal de las respuestas en diferentes áreas del cerebro también es un mecanismo muy importante que contribuye a la atención y podría ser afectada por una lesión cerebral."

Atención deja la gente ignora los estímulos sensoriales irrelevantes, como un conductor sin tener en cuenta un teléfono celular sonando, y prestar atención a estímulos importantes, como el ciervo que a la carretera delante del coche.

Para analizar los cambios cerebrales vinculadas a la atención, los científicos utilizaron rejillas de electrodos implantados temporalmente en los cerebros de los pacientes con epilepsia. Co-autor principal Eric Leuthardt, MD, profesor asociado de neurocirugía y la bioingeniería, utiliza las redes para mapear para la extirpación quirúrgica de los tejidos del cerebro que contribuyen a convulsiones incontrolables.

Con el permiso del paciente, las rejillas también pueden permitir el laboratorio de Leuthardt para estudiar la actividad cerebral humana a un nivel de detalle disponible a través de cualquier otro método. Normalmente, Corbetta y sus colegas investigan la atención mediante diversas formas de resonancia magnética (MRI), que puede detectar cambios en la actividad cerebral que se producen cada 2 a 3 segundos. Pero con las rejillas en su lugar, Corbetta y Leuthardt pueden estudiar los cambios que ocurren en milisegundos.

Antes de la implantación de cuadrícula, los científicos escanearon los cerebros de siete pacientes con epilepsia, mediante resonancia magnética para mapear regiones conocidas para contribuir a la atención. Con las rejillas en su lugar, los investigadores monitorearon las células del cerebro como los pacientes vigilados por objetivos visuales, dirigiendo su atención a diferentes sitios en una pantalla de ordenador sin mover sus ojos. Cuando los pacientes vieron los objetivos, que presionan un botón para que los científicos saben que los habían visto.

"Analizamos las oscilaciones cerebrales que reflejan las fluctuaciones en la excitabilidad de una región del cerebro local; en otras palabras, lo difícil o fácil que es para una neurona para responder a una entrada", dijo Daitch. "Si las áreas del cerebro involucradas en la detección de un estímulo están en máxima excitabilidad, que sería mucho más probable que note el estímulo."

Excitabilidad eleva regularmente y cae en las células que componen una determinada región del cerebro. Pero estas oscilaciones normalmente no están alineados entre las diferentes regiones del cerebro.

Resultados de los investigadores mostraron que a medida que los pacientes dirigieron su atención, las regiones del cerebro más importantes para prestar atención a los estímulos visuales ajustaron sus ciclos excitabilidad, haciendo que se empieza a golpear los picos de sus ciclos al mismo tiempo. En las regiones que no participan en la atención, los ciclos de la excitabilidad no cambiaron.

"Si los ciclos de dos regiones del cerebro están fuera de alineación, las posibilidades de que una señal de una región conseguirá a través a otra región se reducen", dijo Corbetta.

Daitch, Corbetta y Leuthardt están investigando si conocer no sólo la ubicación, sino también el ritmo de la tarea, permite a los participantes a traer la excitabilidad de las regiones del cerebro en la alineación más rápidamente.