Por primera vez, un equipo internacional de científicos liderado por investigadores del Campus de Excelencia Internacional Moncloa UCM-UPM ha demostrado que la amígdala en el cerebro humano puede detectar posibles amenazas en el entorno visual a una velocidad ultrarrápidaescalas de tiempo Al medir la actividad eléctrica en la amígdala de pacientes que habían sido implantados con electrodos para diagnosticar mejor su epilepsia, los investigadores proporcionan nuevos datos sobre cómo viaja la información entre las redes visuales y emocionales.
La amígdala es una estructura cerebral que forma parte del sistema límbico y tiene un papel clave en el procesamiento emocional. A diferencia de la neocorteza, la parte externa del cerebro que cubre ambos hemisferios y alberga la mayoría de las funciones cognitivas superiores enhumano, como el procesamiento visual o el lenguaje, la amígdala se encuentra en la parte interna o subcortical del cerebro.
"La amígdala tiene un lugar privilegiado en el cerebro, siendo una de las estructuras mejor conectadas. Envía y recibe proyecciones de las áreas del cerebro a diferentes niveles y al mismo tiempo es capaz de desencadenar indirectamente cambios fisiológicos y respuestas del sistema nervioso autónomo.", explica Constantino Méndez-Bértolo, investigador del Campus de Excelencia Internacional Moncloa de la Universidad Complutense y la Universidad Politécnica de Madrid. Sin embargo, su ubicación en el interior del cerebro hace que sea una estructura difícil de estudiar con técnicas comunes de neuroimagen.
Para diagnosticar mejor las condiciones clínicas como la epilepsia, los neurocirujanos pueden implantar electrodos en la amígdala. En un estudio publicado en Neurociencia de la naturaleza los investigadores confiaron en la colaboración de once pacientes sometidos a dicha evaluación clínica por el Dr. Antonio Gil-Nagel en el Hospital Ruber Internacional Madrid con electrodos implantados en esta área del cerebro.
El análisis de la actividad de la amígdala de estos pacientes permitió a los investigadores reunir la primera evidencia directa en humanos de que esta área por sí sola es capaz de extraer información sobre estímulos biológicamente relevantes en la escena visual muy rápidamente, antes de recibir información visual más precisa delneocorteza.
Para llegar a esta conclusión, los científicos realizaron dos experimentos. En el primero, los pacientes tenían que indicar, presionando uno de los dos botones, si las imágenes que se les mostraban expresiones faciales de miedo, felicidad y neutralidadperteneciente a un hombre o una mujer.
Además de la emoción, los experimentadores también manipularon la frecuencia espacial de las caras. Los autores mostraron fotografías normales que comprenden todas las bandas de frecuencia mezcladas con imágenes de caras compuestas solo por componentes de baja o alta frecuencia espacial. Aparecen imágenes de baja frecuenciacomo fotos borrosas: se puede distinguir si los ojos o la boca están abiertos o cerrados, pero no se pueden apreciar los detalles, mientras que las imágenes de alta frecuencia tienen bordes afilados y los rasgos faciales aparecen resaltados.
El camino bajo y el camino alto
Hay dos caminos a través de los cuales se piensa que la información visual viaja a los circuitos neuronales afectivos. Uno va directamente desde el tálamo a la amígdala. Este "camino bajo" está compuesto por neuronas de la clase magnocelular a través de las cuales solo componentes de baja frecuencia espacialse transmiten. La otra vía fluye desde el tálamo hasta la corteza occipital, donde comienza el procesamiento visual tradicional. Este "camino elevado" está compuesto por neuronas magno y parvocelulares, donde se transportan frecuencias espaciales altas y bajas.
Los autores observaron que la amígdala puede funcionar solo con la información visual gruesa dentro de una imagen si esta imagen transmite información biológicamente relevante de amenaza, en este caso la expresión de miedo en otra persona.
"Partimos de la hipótesis de que, si la amígdala mostrara una respuesta emocional rápida, esto sería mayor para las emociones negativas y puede ocurrir mientras haya componentes de baja frecuencia espacial en la entrada visual, ya que la información llegaríadesde el núcleo pulvinar del tálamo hasta la amígdala a través de los axones magnocelulares, que no transportan información espacial de alta frecuencia ", señala Méndez-Bértolo, uno de los principales autores.
Mediante el registro intracraneal de la amígdala, los investigadores pudieron detectar una respuesta eléctrica muy rápida, antes de 100 ms, a los componentes de baja frecuencia de los estímulos faciales temerosos. Esto fue seguido por respuestas, considerablemente más tarde, tanto en la amígdala como en laCorteza visual a imágenes con componentes de frecuencia espacial alta o baja.
En un segundo experimento, los pacientes vieron imágenes visuales complejas neutrales y extremadamente desagradables e indicaron si la imagen pertenecía a una escena interior o exterior. Los resultados, en comparación con el experimento anterior en el que solo se mostraban caras, indicaban que un estado emocional tan rápidola respuesta no estuvo presente para estímulos visuales más complejos.
importancia clínica para la ansiedad
Esta nueva visión de cómo viaja la información entre el sistema visual y las redes emocionales puede ayudar a una mejor comprensión de las patologías con sentimientos elevados de miedo, como las fobias y la ansiedad, donde se cree que la amígdala desempeña un papel fundamental.
"Nuestro trabajo destaca la importancia de las respuestas cerebrales ultrarrápidas a los estímulos visuales relacionados con las amenazas. Las respuestas en la amígdala son tan rápidas que podrían reflejar un proceso visual automático o inconsciente, lo que podría explicar por qué el miedo a veces puede sentirse fuera de lugarnuestro control voluntario ", según el Dr. Bryan Strange, del Laboratorio de Neurociencia Clínica de la UPM, que dirigió la investigación con la participación del departamento de Psicología Básica I de la UCM, en colaboración con la Universidad de Londres Reino Unido, elUniversidad de Ginebra Suiza y el Centro Reina Sofía para la Investigación del Alzheimer Madrid.
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Materiales proporcionados por Universidad Complutense de Madrid . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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