Dos regiones cerebrales, las cortezas prefrontales frontal y lateral medial, controlan la mayoría de las funciones ejecutivas. Los investigadores utilizaron la estimulación de corriente alterna transcraneal de alta definición HD-tACS para sincronizar las oscilaciones entre ellas, mejorando el procesamiento cerebral.opuesto.
Robert Reinhart llama a la corteza frontal medial la "campana de alarma del cerebro"
"Si comete un error, esta área del cerebro se dispara", dice Reinhart, profesor asistente de psicología y ciencias del cerebro en la Universidad de Boston. "Si le digo que comete un error, también se dispara. Si algo lo sorprende,se dispara ". Toca una nota agria en el piano y la corteza frontal medial se ilumina, ayudándote a corregir tu error lo más rápido posible. En personas sanas, esta región del cerebro trabaja de la mano o tal vez lóbulo en lóbulo conuna región cercana, la corteza prefrontal lateral, un área que almacena reglas y objetivos y también juega un papel importante en el cambio de nuestras decisiones y acciones.
"Estas son quizás las dos áreas cerebrales más fundamentales involucradas con la función ejecutiva y el autocontrol", dice Reinhart, quien utilizó una nueva técnica llamada estimulación de corriente alterna transcraneal de alta definición HD-tACS para estimular estas dos regiones con electrodoscolocado en el cuero cabelludo de un participante. Utilizando esta nueva tecnología, descubrió que mejorar la sincronización de las ondas cerebrales u oscilaciones entre estas dos regiones mejoraba su comunicación entre sí, permitiendo a los participantes desempeñarse mejor en tareas de laboratorio relacionadas con el aprendizaje y el autocontrolPor el contrario, la desincronización o la interrupción del tiempo de las ondas cerebrales en estas regiones perjudicaron la capacidad de los participantes para aprender y controlar su comportamiento, un efecto que Reinhart pudo solucionar rápidamente al cambiar la forma en que administraba la estimulación eléctrica. El trabajo, publicado el 9 de octubre, 2017, en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS, sugiere que la estimulación eléctrica puede aumentar o disminuir rápidamente y de manera reversible la función ejecutiva en personas sanas y cambiar su comportamiento. Estos hallazgos algún día pueden conducir a herramientas que pueden mejorar la función cerebral normal, posiblemente ayudando a tratar los trastornosansiedad al autismo.
"Siempre estamos buscando un vínculo entre la actividad cerebral y el comportamiento; no es suficiente tener solo una de esas cosas. Eso es parte de lo que hace que este hallazgo sea tan emocionante", dice David Somers, profesor de psicología y psicología de la BU.ciencias del cerebro, que no participó en el estudio. Somers compara la estimulación con una "carga turbo" para su cerebro: "Es realmente fácil estropear las cosas en el cerebro, pero es mucho más difícil mejorar la función".
La investigación ha sugerido recientemente que las poblaciones de millones de células en la corteza frontal medial y la corteza prefrontal lateral pueden comunicarse entre sí a través del momento preciso de sus oscilaciones sincronizadas, y estos ritmos cerebrales parecen ocurrir a una frecuencia relativamente baja aproximadamentecuatro a ocho ciclos por segundo. Mientras que los científicos han estudiado estas ondas antes, Reinhart es el primero en usar HD-tACS para probar cómo interactúan estas poblaciones de células y si sus interacciones son conductualmente útiles para el aprendizaje y la toma de decisiones., financiado por los Institutos Nacionales de Salud, Reinhart puede utilizar HD-tACS para aislar y alterar estas dos regiones cerebrales específicas, al tiempo que registra la actividad cerebral eléctrica de los participantes mediante electroencefalograma EEG.
"La ciencia es mucho más fuerte, mucho más precisa que lo que se hizo antes", dice Somers.
En su primera ronda de estudios, Reinhart evaluó a 30 participantes sanos. Cada sujeto llevaba una gorra suave equipada con electrodos que estimulaban la actividad cerebral, mientras que electrodos adicionales monitoreaban las ondas cerebrales. El procedimiento es seguro, no invasivo y no duele,dice Reinhart. "Hay un ligero hormigueo durante los primeros 30 segundos", dice, "y luego la gente se acostumbra". Luego, durante 40 minutos, los participantes realizaron una tarea de aprendizaje de estimación de tiempo, presionando un botón cuando pensaron 1.7habían pasado segundos. Cada vez, la computadora les daba retroalimentación: demasiado rápido, demasiado lento, o simplemente correcto.
Reinhart probó a cada uno de los 30 participantes tres veces, una vez que regulaba las oscilaciones, una vez las interrumpía y otra vez no hacía nada. En las pruebas en las que Reinhart aumentó la sincronía entre las dos regiones del cerebro, las personas aprendieron más rápido, cometieron menos errores,y - cuando cometieron un error - ajustaron su desempeño con mayor precisión. Y, en cambio, interrumpió las oscilaciones y disminuyó la sincronía - en un sentido muy aproximado, moviendo el interruptor de "inteligente" a "tonto" -los sujetos cometieron más errores y aprendieron más lentamente. Los efectos fueron tan sutiles que las personas mismas no notaron ninguna mejora o menoscabo en la tarea, pero los resultados fueron estadísticamente significativos.
Reinhart luego replicó el experimento en 30 nuevos participantes, agregando otro parámetro de estudio al observar solo un lado del cerebro a la vez. En todos los casos, descubrió que el hemisferio derecho del cerebro era más relevante para cambiar el comportamiento.
Luego vino la parte más intrigante del estudio. Treinta participantes más entraron y probaron la tarea. Primero, Reinhart interrumpió temporalmente la actividad cerebral de cada sujeto, observando cómo sus ondas cerebrales se desincronizaban y su desempeño en la tarea disminuía. Pero estotiempo, en medio de la tarea, Reinhart cambió el tiempo de la estimulación, nuevamente, girando la perilla de "tonta" a "inteligente". Los participantes recuperaron sus niveles originales de sincronía cerebral y comportamiento de aprendizaje en minutos.
"Nos sorprendieron los resultados y la rapidez con la que los efectos de la estimulación podrían revertirse", dice Reinhart.
Aunque Reinhart advierte que estos resultados son muy preliminares, señala que muchos trastornos psiquiátricos y neurológicos, como ansiedad, Parkinson, autismo, esquizofrenia, TDAH y Alzheimer muestran oscilaciones interrumpidas. Actualmente, la mayoría de estos trastornos se tratan conmedicamentos que actúan sobre los receptores en todo el cerebro. "Los medicamentos son realmente desordenados", dice Reinhart. "A menudo afectan regiones muy grandes del cerebro". En su lugar, imagina un futuro con estimulación cerebral dirigida con precisión que actúa solo en un nodo crítico deuna red cerebral, "como un bisturí más fino". La próxima línea de investigación de Reinhart probará la tecnología en personas con trastornos de ansiedad.
También, por supuesto, existe la promesa de lo que la tecnología podría ofrecer a los cerebros sanos. Varias compañías ya comercializan dispositivos de estimulación cerebral que afirman mejorar el aprendizaje y disminuir la ansiedad. Los videos de YouTube muestran cómo hacer los suyos, con dobleLas baterías y los productos electrónicos disponibles en el mercado, una práctica que Reinhart desaconseja: "Puede lastimarse", dice, "puede quemarse y tener la corriente sonando alrededor de su cabeza durante días".
Sin embargo, él ve la apelación. "Tuve voluntarios en investigaciones previas que volvieron y dijeron: '¿Dónde puedo obtener uno de estos? Me encantaría tenerlo antes de un examen'".dice: "Eso fue después de que los informamos y leyeron los periódicos al respecto".
Somers señala que todavía hay muchas preguntas por responder sobre la tecnología antes de que se generalice: ¿Cuánto tiempo puede durar el efecto? ¿Qué tan grande puede hacerlo? ¿Puede generalizar desde una simple tarea de laboratorio a esfuerzos mucho más complicados? "la pregunta más importante ", dice Somers," es hasta dónde puede llegar con esta tecnología ".
"Piensa en cualquier día de trabajo", dice Somers. "Necesitas estar realmente" preparado "para una reunión, así que reserva algo de tiempo en tu pausa para el almuerzo para un poco de estimulación cerebral. Creo que mucha gente estaría realmenteen eso, sería como tres tazas de café sin los nervios ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Boston . Original escrito por Barbara Moran. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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