Detectan la "firma" que diferencia el estado consciente del cerebro del de reposo

El estudio, cuyos resultados publica la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS), ha revelado que un cerebro anestesiado muestra conexiones rígidas ligadas al mapa anatómico, mientras que en estado de conciencia presenta una actividad dinámica.

El objetivo de los investigadores era detectar el estado de conciencia de una persona a través de medidas fisiológicas, lo que puede tener importantes aplicaciones clínicas para, por ejemplo, conocer el estado cognitivo de personas en estado de coma o monitorizar la anestesia de pacientes durante una intervención quirúrgica.

Según ha explicado en la agencia Sinc Pablo Barttfeld, experto del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CONICET) y principal autor de la publicación, en este caso se vio que hay distintas áreas cerebrales que se sincronizan y desincronizan en el tiempo, forman redes que a los pocos segundos se diluyen para dar lugar a otras de manera dinámica, lo que han llamado "la firma de la conciencia".

Para caracterizar esta variabilidad temporal de las conexiones, los investigadores buscaron patrones de conectividad recurrentes y estables que denominan "estados cerebrales".

Cuando los sujetos están conscientes muestran una gran diversidad de estos estados cerebrales, que son explorados de manera secuencial y aparentemente aleatoria. Sin embargo, cuando esos mismos individuos son anestesiados hasta perder la conciencia la diversidad de estados baja drásticamente: algunos aparecen muy esporádicamente y otros incluso se pierden por completo.

Bajo anestesia, explica Barttfeld, los estados cerebrales son "bastante particulares", sus conexiones son débiles y conforman una red poco eficiente en comparación con la consciencia. En cualquier caso, lo más interesante es que los estados dominantes bajo anestesia reflejan la conectividad "estructural", es decir, "el cableado anatómico de materia blanca que conecta regiones cerebrales distantes". Cuanto más parecido es un estado cerebral a la materia blanca subyacente, más probable es que ocurra bajo anestesia.

Un resultado que sugiere que aquellas conexiones que persisten bajo anestesia son las que reflejan de forma pasiva el "cableado" anatómico del cerebro. Pero en estados conscientes no es así, el parecido entre conexión funcional y conexión estructural no afecta la probabilidad de una determinada configuración cerebral.

EXPERIMENTO CON MONOS

Para llevar a cabo estos experimentos, los científicos utilizaron macacos despiertos y bajo anestesia cuya actividad fue analizada mediante resonancia magnética funcional, una técnica de neuroimágenes. "Analizamos cómo cambian las conexiones en el tiempo", señala el especialista, "a veces dos regiones cerebrales se sincronizan y unos segundos después se desincronizan", ha explicado.

De este modo, han confirmado de manera experimental modelos matemáticos que predecían la dinámica cerebral que se ha encontrado ahora. Otro investigador argentino, Gustavo Deco, es quien había realizado un trabajo teórico más relevante en este sentido.

El objetivo que se marcan a partir de ahora los científicos es reproducir estos mismos resultados en humanos y comprobar si tienen futuro como herramienta clínica.

"Una menor variedad de configuraciones cerebrales y una mayor similitud con la materia blanca cerebral, entre otras medidas, deberían indicar conciencia al menos reducida", comenta el científico. Por eso, considera que entender la fisiopatología de la actividad del cerebro en casos como el de los pacientes en estado vegetativo, por ejemplo, permitirá "no solo diagnosticar mejor el estado de conciencia, sino proyectar la evolución clínica y diseñar nuevas estrategias terapéuticas".