Para comprender mejor el cerebro y desarrollar posibles terapias, los neurocientíficos han estado investigando cómo las ondas cerebrales de frecuencia "beta" ayudan al cerebro a filtrar las distracciones para procesar las sensaciones. Un nuevo estudio de la Universidad de Brown puede refinar sustancialmente lo que pensaban que estaba sucediendo: lo que realmentelo importante no es una elevación sostenida en la potencia de la onda beta, sino la tasa de explosiones específicas de la actividad de la onda beta, idealmente con el tiempo perfecto.
La nueva visión, reportada en el diario eLife , surgió de los científicos que miraban debajo de las cubiertas de la práctica típica de promediar datos de ondas cerebrales beta. Con un examen más detallado, ensayo por ensayo para cada sujeto, vieron que lo que realmente reflejaba la atención y la percepción impactada era discreto, poderosoráfagas de ondas beta a frecuencias de alrededor de 20 hercios.
"Cuando las personas intentaban bloquear la distracción en un área del cerebro, la probabilidad de ver estos eventos beta aumentó", dijo la autora principal Stephanie R. Jones, profesora asociada de neurociencia en Brown. "El cerebro parecía estar modulando de manera flexiblela expresión de estos eventos beta para una percepción óptima "
Los hallazgos, hechos con consistencia en humanos y ratones, no solo pueden refinar la investigación en curso sobre cómo surgen y funcionan las ondas beta en el cerebro, dijo Jones, sino que también brindan orientación a los médicos a medida que desarrollan terapias que buscan modular las ondas beta.
Prueba de toque
El equipo de investigación, dirigido por el estudiante graduado Hyeyoung Shin, adquirió los datos a través de una serie de experimentos en los que midieron las ondas beta en la neocorteza somatosensorial de humanos y ratones en el segundo que condujo a inducir o no inducir cantidades variables deuna sensación táctil. Los humanos llevaban una gorra de sensores de magnetoencefalografía, mientras que los ratones habían implantado electrodos. Para las personas, la sensación era un golpecito en la punta de un dedo o el pie. Para los ratones, era un meneo de bigote.
Los sujetos simplemente debían informar las sensaciones que sentían: las personas presionaron un botón, mientras que los ratones fueron entrenados para lamer un sensor a cambio de una recompensa. Los investigadores rastrearon la asociación del poder beta con si los sujetos detectaron con precisión o not detectar, estímulos. Lo que encontraron, como era de esperar, es que cuanto más actividad beta había en la región correspondiente de la corteza, menos probable era que los sujetos informaran sentir una sensación. Se sabe que la actividad beta elevada ayuda a suprimir las distracciones.
Un buen ejemplo, dijo Shin, fue que en los experimentos en los que a las personas se les ordenó primero que se concentraran en su pie, había más poder beta en la región de la mano de la neocorteza. En consecuencia, más beta en la región de la mano resultó en menos detecciónde una sensación en la mano.
"Creemos que la beta actúa como un mecanismo de filtro", dijo Shin.
explosiones Beta
Constantemente a lo largo de varias iteraciones de los experimentos en sujetos humanos y de ratón, los aumentos en la actividad beta no se manifestaron como un ritmo continuamente elevado. En cambio, cuando apareció beta, rápidamente se disparó en breves y distintas explosiones de poder. Solo si unLa beta del sujeto se promedió en muchas pruebas si pareciera una meseta suave de actividad de alta potencia.
Después de descubrir este patrón, los investigadores realizaron análisis para determinar qué características de las explosiones predecían mejor si los sujetos informarían o perderían una sensación táctil. Después de todo, podría ser la cantidad de explosiones, su potencia o tal vez cuánto tiempoduraron
Lo que descubrieron Shin y el equipo es que la cantidad de ráfagas y su sincronización importaban independientemente. Si hubo dos o más ráfagas en cualquier momento en el segundo antes de una sensación, era significativamente más probable que no se detectara. Alternativamente, si solo unaráfaga golpeada dentro de 200 milisegundos de la sensación, el estímulo también sería más probable que se pase por alto.
"El caso ideal era tener grandes números y estar cerca en el momento del estímulo", dijo Shin.
Una mejor idea de beta
Aunque el estudio ayuda a caracterizar la naturaleza de la beta en la neocorteza somatosensorial, Jones no explica cómo afecta las sensaciones, reconoció Jones. Pero es por eso que es importante que los resultados se hayan logrado tanto en ratones como en personas.El hecho de que los ratones modelen la experiencia humana significa que los investigadores pueden confiar en los ratones en experimentos que profundizan en cómo surgen las explosiones beta y cuáles son sus consecuencias en las neuronas y los circuitos. Shin ya está haciendo experimentos para analizar cómo las subpoblaciones neurales distintas contribuyen a las explosiones beta y somatosensorialesdetección, respectivamente. El coautor e investigador postdoctoral Robert Law está aplicando modelos neuronales computacionales que vinculan las grabaciones humanas y animales para un mayor descubrimiento.
En el ámbito clínico, dijo Jones, una mejor comprensión de cómo funciona la beta podría traducirse directamente en mejores terapias, como la estimulación magnética transcraneal o la corriente alterna transcraneal para tratar trastornos neurológicos, como el dolor crónico o la depresión. En lugar de usar esas tecnologíasJones dijo que para generar una elevación constante de beta en una región cerebral, podría ser más efectivo usarlos para inducir o suprimir explosiones más cortas y más potentes y para cronometrar que estén tan cerca en el tiempo de una actividad cerebral objetivo comoposible.
"Por lo general, con la estimulación cerebral no invasiva estás tratando de mantener un ritmo", dijo Jones. "Lo que nuestros resultados sugieren es que no es lo que está haciendo el cerebro. El cerebro está haciendo este patrón intermitente de actividad".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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