La conciencia humana requiere que una persona esté despierta y consciente. Aunque los neurocientíficos han aprendido mucho de la investigación sobre las redes cerebrales subyacentes que mantienen la consciencia, sorprendentemente se ha sabido poco sobre las redes que nos mantienen despiertos.
Ahora, un equipo de investigadores financiado por los NIH ha cartografiado la conectividad de una red neuronal que, según sugieren, es esencial para la vigilia, o excitación, en el cerebro humano. Según los investigadores, este avance, publicado en Science Translational Medicine , es esencial para comprender la conciencia humana. También puede conducir a nuevas formas de entender lo que ocurre en el cerebro cuando las personas pierden el conocimiento, con implicaciones potencialmente importantes para el tratamiento de quienes han entrado en coma o en estado vegetativo.
El equipo -dirigido por Brian Edlow , del Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard (Boston), y Hannah Kinney , del Hospital Infantil de Boston y la Facultad de Medicina de Harvard- se propuso cartografiar la red cerebral que mantiene la vigilia de un modo similar a investigaciones anteriores que identificaron la red de modos por defecto, que influye en la consciencia. Las redes cerebrales por defecto son más activas cuando las personas están en reposo que cuando se concentran en una tarea orientada a un objetivo.
Para cartografiar lo que denominan la red de excitación ascendente por defecto, los investigadores sabían que necesitaban captar conexiones profundas en áreas del cerebro humano previamente implicadas en la vigilia en estudios con animales. Querían utilizar la alta resolución para descubrir detalles estructurales precisos. Dado que actualmente no es posible captar estos detalles en el cerebro de una persona viva en un tiempo de escaneado razonable, los investigadores se fijaron en los cerebros de tres donantes de órganos que fallecieron sin problemas neurológicos.
Los investigadores tiñeron distintos tipos de células cerebrales en zonas clave del tronco encefálico, el hipotálamo, el tálamo y el cerebro anterior basal, y tomaron imágenes de los cerebros de los donantes mediante una sofisticada forma de resonancia magnética (RM). Sus datos les permitieron cartografiar las estructuras subyacentes y las conexiones neuronales individuales en las profundidades del cerebro.
Para saber más sobre el funcionamiento de esta red de vigilia, recurrieron a una gran cantidad de datos de resonancia magnética funcional de 84 participantes sanos en el Proyecto Conectoma Humano, financiado por los NIH. Estos datos revelaron la existencia de conexiones funcionales entre la red de excitación y la red de modo por defecto, que se activa cuando las personas están despiertas pero no prestan atención a lo que les rodea. Otros estudios revelaron la existencia de un "centro de conectividad" entre estas redes en una zona del mesencéfalo conocida como área tegmental ventral dopaminérgica, lo que ayuda a comprender cómo se integran la excitación y la conciencia en la conciencia humana.
Estos resultados sugieren que la estimulación de este centro neurálgico clave para la conciencia humana podría ayudar a las personas a recuperarse del coma. De hecho, los investigadores ya han puesto en marcha un ensayo clínico para comprobar si la estimulación de este centro en personas en coma tras una lesión cerebral traumática podría restablecer la conciencia.
Según los investigadores, esta nueva guía de las áreas cerebrales esenciales para la vigilia puede ayudar a entender muchas enfermedades en las que se altera la conciencia, como el coma, las convulsiones y el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL). Y, para que otros puedan seguir estudiando y descubriendo otros aspectos de la conciencia humana, el equipo ha puesto a libre disposición sus datos de resonancia magnética, métodos y atlas.
Referencia: [1] Edlow BL, et al. Multimodal MRI reveals brainstem connections that sustain wakefulness in human consciousness. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.adj4303 (2024).
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