Neurociencia Cognitiva (2). Sobre cómo generamos y perdemos la consciencia.

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Neurociencia B√°sica & Evolutiva

 

La p√©rdida de consciencia inducida por razones m√©dicas (mLOC) durante la anestesia se asocia con una ruptura de la conectividad cerebral en la macroescala anat√≥mica (a trav√©s de las √°reas corticales); sin embargo, no est√° claro qu√© papel desempe√Īa la microcirculaci√≥n cerebral en la LOC.

¬ŅC√≥mo genera nuestro cerebro la consciencia?¬†¬ŅY por qu√© la perdemos durante la anestesia?¬†Teor√≠as influyentes sugieren que la consciencia depende de la capacidad del cerebro para discriminar entre una informaci√≥n sensorial espec√≠fica y un gran conjunto de alternativas, similar a la posibilidad de elegir un resultado entre muchos.

De hecho, varios estudios en humanos que utilizan la resonancia magnética funcional han identificado un rico conjunto de estados en reposo de la actividad cortical en la macroescala anatómica, es decir, a nivel de grandes áreas cerebrales. Sin embargo, un equipo de investigación liderado por la Universidad de Columbia planteó la hipótesis de que la capacidad de una persona para discriminar entre un conjunto de alternativas en cualquier momento debería estar arraigada en micro-patrones de actividad, o microestados, a nivel de conjuntos neuronales locales: los componentes funcionales de los circuitos neuronales.

Los investigadores del Laboratorio Rafael Yuste de Columbia utilizaron imágenes de calcio con dos fotones in vivo en ratones para investigar los cambios en el repertorio local de microestados neuronales durante la anestesia. El equipo descubrió que la anestesia altera la cantidad de patrones neuronales al reducir tanto los microestados de red como los conjuntos neuronales en la corteza, y confirmó sus hallazgos en grabaciones de matriz de microelectrodos de dos sujetos humanos. Sus resultados, publicados esta semana en la revista Cell Systems, indican que la conectividad funcional del cerebro durante la mLOC se descompone en escalas micro y macro anatómicas.

“Este estudio es importante porque lleva la cuesti√≥n de la naturaleza de la consciencia al nivel del circuito neuronal”, dijo Rafael Yuste, director de Yuste Lab y profesor de Ciencias Biol√≥gicas y Neurociencia en Columbia.¬†“Proporciona un hilo intelectual que podr√≠a explicar c√≥mo las alteraciones en la coordinaci√≥n de peque√Īos grupos de neuronas, ya sea por patolog√≠as o anest√©sicos, podr√≠an conducir a alteraciones en la consciencia”, agreg√≥ Yuste, quien tambi√©n es miembro del Instituto de Ciencia de Datos de Columbia y miembro fundador (e intelectual) de la iniciativa BRAIN.

Una noci√≥n popular sostiene que si bien la mLOC est√° asociada con una ruptura a macroescala de la conectividad funcional, las redes locales siguen mostrando una din√°mica similar al estado de vigilia, pero de manera aislada e insular, dijo Michael Wenzel, el autor principal del art√≠culo.¬†‚ÄúY aunque esto sugiere que la LOC surge de una descoordinaci√≥n de la actividad neuronal en las √°reas del cerebro, encontramos que la din√°mica de la red local cambia dram√°ticamente durante el mLOC.¬†Nuestros resultados indican que la p√©rdida de consciencia podr√≠a surgir de alteraciones en el microcircuito local, que generar√≠a deficiencias secundarias en la conectividad de macroescala “, agreg√≥ Wenzel, quien en el momento del estudio era un cient√≠fico investigador asociado en el laboratorio de Rafael Yuste.

El estudio ofrece una base para comprender c√≥mo la din√°mica de los conjuntos neuronales locales podr√≠a contribuir a la p√©rdida o aparici√≥n de estados conscientes.¬†Los autores se√Īalaron que los estudios mecan√≠sticos sobre el papel de los circuitos locales en la p√©rdida o ganancia de consciencia siguen siendo desafiantes, aunque esperan que su investigaci√≥n se agregue a la ciencia b√°sica de los circuitos neuronales.

 

[Para más info, clickea aquí]

Referencia:

Wenzel et al. (2019). Reduced Repertoire of Cortical Microstates and Neuronal Ensembles in Medically Induced Loss of Consciousness. Cell Systems, vol 8, 1-8

 

Canción recomendada para la lectura:

 

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