La pérdida de conciencia inducida médicamente mLOC durante la anestesia se asocia con un colapso de la conectividad cerebral en la macroescala anatómica, a través de las áreas corticales, pero aún no está claro qué papel juega el microcircuito cerebral en LOC.
¿Cómo genera nuestro cerebro nuestra conciencia? ¿Y por qué la perdemos durante la anestesia? Las teorías influyentes sugieren que la conciencia depende de la capacidad del cerebro para discriminar entre una entrada sensorial específica y un amplio conjunto de alternativas, como ser capaz de elegir unaresultado entre muchos.
De hecho, varios estudios en humanos que usan fMRI han identificado un rico conjunto de estados de reposo de actividad cortical a escala macro anatómica, es decir, a nivel de grandes áreas del cerebro. Sin embargo, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Columbia planteó la hipótesis de queLa capacidad de una persona para discriminar entre un conjunto de alternativas en cualquier momento debe basarse en micro-patrones de actividad, o microestados, a nivel de conjuntos neuronales locales, los bloques de construcción funcionales de los circuitos neuronales.
Y en un primer estudio de este tipo, los investigadores del Laboratorio Rafael Yuste de Columbia utilizaron la resolución celular in vivo de imágenes de calcio de dos fotones en ratones para investigar los cambios en el repertorio local de micro estados neuronales durante la anestesia. El equipo descubrió que la anestesia interrumpe lanúmero de patrones neuronales al reducir tanto los micro estados de la red como los conjuntos neuronales en la corteza, y confirmó sus hallazgos en grabaciones de microelectrodos de dos sujetos humanos. Sus resultados, publicados hoy en la revista, Sistemas celulares , indica que la conectividad funcional del cerebro durante el mLOC se descompone en escalas anatómicas micro y macro.
"Este estudio es importante porque lleva la cuestión de la naturaleza de la conciencia al nivel del circuito neuronal", dijo Rafael Yuste, director del Laboratorio Yuste y profesor de Ciencias Biológicas y Neurociencia en Columbia. "Proporciona un hilo intelectual quepodría explicar cómo las alteraciones en la coordinación de pequeños grupos de neuronas, ya sea por patologías o anestésicos, podrían conducir a alteraciones en la conciencia ", agregó Yuste, quien también es miembro del Instituto de Ciencia de Datos de Columbia e iniciador de la Iniciativa BRAIN.
Una noción popular sostiene que mientras mLOC está asociado con una falla de la conectividad funcional a escala macro, las redes locales siguen mostrando dinámicas similares al estado de vigilia, pero de manera aislada e insular, dijo Michael Wenzel, autor principal del artículo ".Y si bien esto sugiere que la LOC surge de una descoordinación de la actividad neuronal en las áreas del cerebro, descubrimos que la dinámica de la red local cambia dramáticamente durante el mLOC. Nuestros resultados indican que la pérdida de conciencia podría surgir de alteraciones en el microcircuito local, lo que generaría déficits secundarios.en conectividad a macroescala ", agregó Wenzel, quien en el momento del estudio era un investigador científico asociado en el Laboratorio Rafael Yuste.
El estudio, "Repertorio reducido de microestados corticales y conjuntos neuronales en la pérdida de conciencia inducida médicamente", ofrece una base para comprender cómo la dinámica de los conjuntos neuronales locales podría contribuir a la pérdida o aparición de estados conscientes. Los autores señalaron que los estudios mecanicistassobre el papel de los circuitos locales en la pérdida o ganancia de conciencia sigue siendo un desafío, aunque esperan que su investigación se sume a la ciencia básica de los circuitos neuronales.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia de Datos en Columbia . Original escrito por Robert Florida. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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