Los investigadores de la Universidad de Queensland han descubierto un mecanismo clave en el cerebro que puede ser la base de nuestra capacidad para enfocar rápidamente la atención.
Nuestros cerebros son bombardeados continuamente con información de los sentidos, sin embargo, nuestro nivel de vigilancia a dicha entrada varía, lo que nos permite centrarnos selectivamente en una conversación y no en otra.
El profesor Stephen Williams del Queensland Brain Institute en UQ explica: "Si queremos concentrarnos completamente, algo sucede en el cerebro que nos permite concentrarnos y filtrar las distracciones".
"Debe haber un mecanismo que indique lo que queremos enfocar"
Sin embargo, este mecanismo no se entiende bien, dice.
La investigación ha demostrado que la actividad eléctrica de la neocorteza del cerebro cambia cuando enfocamos nuestra atención. Las neuronas dejan de señalizarse sincronizadas entre sí y comienzan a dispararse de forma sincronizada.
Esto es útil, dice Williams, porque permite que las neuronas individuales respondan a la información sensorial de diferentes maneras. Por lo tanto, puede enfocarse en un automóvil que acelera en el camino o en lo que dice un amigo en una habitación llena de gente.
Se sabe que el sistema colinérgico en el cerebro juega un papel importante en el desencadenamiento de esta desincronización.
El sistema colinérgico consiste en grupos de neuronas especiales que sintetizan y liberan una molécula de señalización llamada acetilcolina, explica, y estos grupos hacen conexiones de largo alcance en todo el cerebro.
Este sistema colinérgico no solo actúa como un interruptor maestro, sino que la evidencia creciente sugiere que también permite al cerebro identificar qué información sensorial es la más destacada, es decir, digna de atención en cualquier momento dado y luego resaltaresa entrada
"El sistema colinérgico transmite al cerebro, 'esto es realmente importante para estar alerta'", dice Williams.
Agrega que se ha propuesto que el sistema colinérgico tenga un impacto de gran alcance en nuestras capacidades cognitivas.
"La destrucción del sistema colinérgico en animales degrada profundamente la cognición y la formación de la memoria", dice.
"Es importante destacar que en los humanos se produce una degeneración progresiva del sistema colinérgico en enfermedades devastadoras que reducen la cognición y la memoria, como la enfermedad de Alzheimer".
Pero no se sabía con precisión qué neuronas en la corteza están siendo atacadas por este interruptor maestro y cómo puede influir en su función.
Williams y el investigador de QBI Lee Fletcher se preguntaban si las neuronas piramidales B de capa 5, las neuronas de 'salida' de la neocorteza, podrían estar involucradas, porque están íntimamente involucradas en cómo percibimos el mundo.
"Las neuronas de salida de la neocorteza realizan cálculos que se cree que subyacen a nuestra percepción del mundo", dice Williams.
Williams y Fletcher querían saber si el sistema colinérgico puede influir en la actividad de estas neuronas de salida.
Utilizando una técnica llamada optogenética, modificaron las neuronas del sistema colinérgico en el cerebro de los ratones para que pudieran activarse con un destello de luz azul, lo que provocó una liberación repentina de acetilcolina.
Esto permitió a los investigadores monitorear de cerca la interacción entre el sistema colinérgico y las neuronas de salida. Descubrieron que si las neuronas de salida no estaban activas actualmente, no pasaría mucho.
Pero cuando esas neuronas recibieron información excitadora de sus dendritas, el sistema colinérgico pudo aumentar masivamente su actividad.
"Es como si el sistema colinérgico haya emitido una señal de" marcha "", dice Fletcher, permitiendo que las neuronas de salida de la neocorteza respondan poderosamente.
Es importante destacar que este cambio fue selectivo y solo aparente cuando la entrada excitatoria se estaba procesando en las dendritas de las neuronas 'de salida'.
"Hace tiempo que sabemos que las dendritas de las neuronas de salida de la neocorteza solo se activan cuando los animales realizan un comportamiento activo y que esta actividad se correlaciona con la percepción y el desempeño de la tarea", dice Williams.
Este nuevo trabajo demuestra que el sistema colinérgico es crítico para esta transición en ratones y ratas, lo que permite que las neuronas de salida realicen cálculos de manera dependiente del estado.
"Sugerimos que este cambio también se produce en la neocorteza humana, lo que nos permite cambiar rápidamente nuestro estado de vigilancia y atención", dice Williams.
"Nuestro trabajo, por lo tanto, proporciona información importante sobre cómo la degeneración progresiva del sistema colinérgico en la enfermedad embota la cognición humana".
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Materiales proporcionado por Universidad de Queensland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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