viernes, 9 de noviembre de 2012

Fenómeno hasta ahora desconocido en la conducta del cerebro durante el sueño


Se ha logrado por vez primera medir la actividad de una región cerebral conocida como la corteza entorrinal, y, para sorpresa de los científicos, se ha descubierto que esta región se comporta como si estuviera recordando algo, incluso mientras el individuo duerme por efecto de un anestésico.

Este hallazgo contradice las teorías más aceptadas sobre el proceso de consolidación de los recuerdos que se desarrolla mientras estamos dormidos.

El equipo de investigación midió simultáneamente la actividad de neuronas individuales de varias partes del cerebro que participan en la formación de recuerdos. La técnica les permitió determinar qué región del cerebro activaba otras áreas y cómo se propagaba esa activación.

El equipo de Mayank R. Mehta, profesor de neurofísica en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), estudió en ratones tres regiones cerebrales conectadas: Una es el neocórtex, o "cerebro nuevo", la parte de la corteza cerebral que más recientemente evolucionó. Otra es el hipocampo, o "cerebro viejo". La tercera es la corteza entorrinal, un "cerebro intermedio" que conecta al cerebro nuevo con el viejo.

Aunque los resultados de estudios previos ya sugirieron que el "diálogo" sostenido entre el cerebro viejo y el nuevo durante el sueño es vital para la formación de recuerdos, los investigadores no habían estudiado la contribución de la corteza entorrinal a esta conversación.

El equipo de Mehta descubrió que la corteza entorrinal mostraba lo que se denomina actividad persistente, la cual se cree que interviene en la memoria de trabajo mientras estamos despiertos. Esa clase de memoria es la que usamos, por ejemplo, cuando prestamos mucha atención para recordar temporalmente cosas, como al procurar recordar un número telefónico que nos acaban de decir para poder teclearlo sin tener que apuntarlo primero, o como cuando seguimos indicaciones para llegar a un lugar.

"La gran sorpresa aquí es que este tipo de actividad persistente ocurre durante el sueño, prácticamente todo el tiempo", subraya Mehta. "Estos resultados son completamente nuevos y asombrosos. De hecho, esta actividad persistente parecida a la memoria de trabajo se producía en la corteza entorrinal incluso bajo anestesia".

                                   Neurona entorrinal. (Foto: UCLA)

Ya se había mostrado previamente que el neocórtex y el hipocampo "conversan" entre sí durante el sueño, y se cree que esta conversación desempeña un papel crítico en la consolidación de recuerdos. Sin embargo, nadie había podido interpretar esta conversación.

Mehta y su equipo desarrollaron un sistema de monitorización muy sensible que les permitió rastrear simultáneamente, hasta la escala de las neuronas individuales, la actividad en cada una de las tres partes del cerebro estudiadas. Esto les permitió descifrar las comunicaciones con precisión, incluso cuando las neuronas estaban aparentemente calladas. Luego, los investigadores desarrollaron un análisis matemático sofisticado para descifrar esta compleja conversación.

Durante el sueño, el neocórtex exhibe un patrón de ondas lentas alrededor del 90 por ciento del tiempo. Y durante este período, su actividad fluctúa entre estados activos e inactivos cerca de una vez por segundo.

Mehta y su equipo se centraron en la corteza entorrinal, la cual tiene muchas partes. La parte externa reflejaba la actividad neocortical. Sin embargo, la parte interna se comportaba de forma diferente. Aunque el neocórtex pasara a estar inactivo, las neuronas de la corteza entorrinal interior permanecían en estado activo, como si estuvieran recordando algo que el neocórtex había "dicho" recientemente, un fenómeno conocido como actividad persistente espontánea.

Además, se constató que cuando la parte más interna de la corteza entorrinal entraba en la fase de actividad persistente espontánea, eso hacía que las neuronas del hipocampo se volvieran muy activas. Por otro lado, cuando el neocórtex estaba activo, el hipocampo reducía mucho su actividad. Estas circunstancias resultaron delatadoras para el equipo de investigación, que logró dar con una interpretación clara de la "conversación".

Durante el sueño, las tres partes citadas del cerebro conversaban entre ellas de un modo muy complejo. Las neuronas de la corteza entorrinal mostraban una actividad persistente, comportándose como si estuvieran recordando algo, incluso bajo anestesia, cuando los ratones no podían sentir nada. Sorprendentemente, esta actividad persistente a veces duraba más de un minuto, un periodo muy grande en la escala de tiempo de la actividad cerebral, donde por regla general los cambios se manifiestan en cuestión de milésimas de segundo.

Los hallazgos hechos en este estudio pionero contradicen a las teorías hoy más aceptadas sobre las comunicaciones dentro del cerebro durante el sueño, y sugieren que lo que ocurre dentro de las regiones cerebrales citadas durante el sueño no sucede del modo en que la ciencia ha venido creyendo. Hay más actores en escena, de manera que el diálogo es mucho más complejo, y además la dirección principal de la comunicación analizada es la opuesta de la asumida hasta ahora.

En la investigación también han trabajado Thomas Hahn y Sven Berberich, ambos de la Universidad de Heidelberg y del Instituto Max Planck de Investigación Médica, las dos instituciones en Alemania, así como James McFarland de la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, Estados Unidos.

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com