A menudo se pensaba que la velocidad de la información transmitida entre regiones del cerebro se estabilizaba durante la adolescencia temprana. un estudio en Neurociencia de la naturaleza por investigadores de Mayo Clinic y colegas de los Países Bajos encontraron que las velocidades de transmisión continúan aumentando hasta la edad adulta temprana.
Debido a que problemas como la ansiedad, la depresión y los trastornos bipolares pueden surgir en la adolescencia tardía y en la adultez temprana, una mejor comprensión del desarrollo del cerebro puede ayudar a los médicos a ofrecer terapias para tratar estos trastornos.
«Una comprensión fundamental de la trayectoria de desarrollo de los circuitos cerebrales puede ayudar a identificar períodos sensibles de desarrollo en los que los médicos pueden ofrecer terapias a sus pacientes», dice Dora Hermes, Ph.D., ingeniera biomédica de Mayo Clinic y autora principal del estudio.
Llamado conectoma humano, el sistema estructural de vías neuronales en el cerebro o sistema nervioso se desarrolla a medida que las personas envejecen. Pero no se ha descrito bien cómo los cambios estructurales afectan la velocidad de la señalización neuronal.
«Así como el tiempo de tránsito de un camión dependería de la estructura de la carretera, la velocidad de transmisión de señales entre las áreas del cerebro depende de la estructura de las vías neuronales», explica el Dr. Hermes. «El conectoma humano madura durante el desarrollo y el envejecimiento, y puede verse afectado por enfermedades. Todos estos procesos pueden afectar la velocidad del flujo de información en el cerebro». En el estudio, el Dr. Hermes y sus colegas estimularon pares de electrodos con un breve pulso eléctrico. para medir el tiempo que tardaban las señales en viajar entre las regiones del cerebro en 74 participantes de la investigación entre las edades de 4 y 51 años. Las mediciones intracraneales se realizaron en una pequeña población de pacientes a los que se les habían implantado electrodos para el control de la epilepsia en el Centro Médico Universitario de Utrecht, Países Bajos.
Los retrasos en la respuesta en las regiones cerebrales conectadas mostraron que las velocidades de transmisión en el cerebro humano aumentan durante la infancia e incluso en la edad adulta temprana. Se estabilizan alrededor de los 30 a 40 años de edad.
Los datos del equipo indican que las velocidades de transmisión de los adultos eran aproximadamente dos veces más rápidas en comparación con las que normalmente se encuentran en los niños. Las velocidades de transmisión también fueron típicamente más rápidas en sujetos de 30 o 40 años en comparación con los adolescentes.
La velocidad de transmisión del cerebro se mide en milisegundos, una unidad de tiempo equivalente a una milésima de segundo. Por ejemplo, los investigadores midieron la velocidad neuronal de un paciente de 4 años en 45 milisegundos para que una señal viajara desde las regiones frontales a las parietales del cerebro. En un paciente de 38 años, se midió la misma vía a los 20 milisegundos. A modo de comparación, un abrir y cerrar de ojos tarda entre 100 y 400 milisegundos.
Los investigadores están trabajando para caracterizar la conectividad impulsada por estimulación eléctrica en el cerebro humano. Uno de los próximos pasos es comprender mejor cómo cambian las velocidades de transmisión con las enfermedades neurológicas. Están colaborando con neurocirujanos y neurólogos pediátricos para comprender cómo las enfermedades cambian las velocidades de transmisión en comparación con lo que se consideraría dentro del rango normal para un determinado grupo de edad.
La investigación cuenta con el apoyo del Instituto Nacional de Salud Mental de los Institutos Nacionales de Salud (R01MH122258).
