Geometría del cerebro, dimensiones de la mente: los investigadores identifican nuevas formas de caracterizar los estados de conciencia

Lo que significa ser consciente es más que una cuestión filosófica. Los investigadores continúan investigando cómo surge la experiencia consciente a partir de la actividad electroquímica del cerebro humano. La respuesta tiene implicaciones importantes para la forma en que se entiende la salud del cerebro: desde el coma, en el que una persona está viva pero no puede moverse o responder a su entorno, hasta la anestesia quirúrgica y los procesos de pensamiento alterados de la esquizofrenia.

Investigaciones recientes sugieren que no hay una ubicación en el cerebro que provoque la conciencia, lo que apunta a un fenómeno de red. Sin embargo, ha sido difícil rastrear los diversos vínculos entre las regiones de las redes cerebrales que dan lugar a la conciencia y la vigilia.

Un nuevo enfoque que utiliza resonancia magnética funcional, una técnica de imagen que le permite ver y medir la actividad cerebral a través de cambios en el flujo sanguíneo a lo largo del tiempo, brinda una nueva perspectiva sobre cómo describimos y estudiamos los estados conscientes.

«La conciencia es compleja y estudiarla es como resolver un cubo de Rubik revuelto», dijo Zirui Huang, Ph.D., profesor asistente de investigación en el Departamento de Anestesiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan. «Si miras una sola superficie, es posible que te confundas por la forma en que está organizada. Necesitas trabajar en el rompecabezas mirando todas las dimensiones».

Cuando se trata de la conciencia, estas dimensiones pueden incluir 1) excitabilidad; es decir, la capacidad del cerebro para estar despierto; 2) la conciencia, o lo que realmente experimentamos, como el enrojecimiento de una rosa; y 3) organización sensorial, o cómo las imágenes, los sonidos y los sentimientos se entretejen para crear nuestra experiencia consciente perfecta.

Sin embargo, durante décadas, estas dimensiones solo se consideraron conceptualmente, sin ningún mapeo de la actividad cerebral en sí. En el estudio de Huang, George Mashour, MD, Ph.D., profesor y presidente del Departamento de Anestesiología y fundador del Centro para la Ciencia de la Conciencia, y Anthony Hudetz, DBM, Ph.D., director del Centro para la Conciencia Science, los investigadores buscaron encontrar esas dimensiones de la mente en la geometría del cerebro.

Por lo general, los estudios de imágenes cerebrales evalúan áreas discretas y bien definidas del cerebro. Para entender esto, considere el estado de Colorado en un mapa de los Estados Unidos. Tiene límites muy claros en una forma casi rectangular.

Sin embargo, las fronteras que separan Colorado y Wyoming, por ejemplo, son arbitrarias. Por el contrario, mirar la topología de las montañas de Colorado y Wyoming le brinda una vista más informativa y natural de la región. Los investigadores hicieron algo muy similar en este estudio de neuroimagen: en lugar de observar regiones cerebrales claramente definidas, investigaron la topología o los gradientes en las regiones cerebrales.

Para desarrollar un mapa de estos llamados gradientes corticales de conciencia, el equipo utilizó datos de resonancia magnética funcional de participantes del estudio que estaban despiertos, anestesiados, en una forma de coma o que tenían diagnósticos psiquiátricos como esquizofrenia.

Luego, el equipo pudo organizar las grabaciones de 400 regiones cerebrales diferentes en gradientes y comparar cómo cambiaron en relación con estos estados o diagnósticos. Encontraron tres gradientes corticales que parecían alinearse con las dimensiones de la conciencia, incluida la excitabilidad, la conciencia y la organización sensorial.

«Lo que solía mapearse solo como un diagrama útil de estados conscientes ahora podría mapearse en el cerebro mismo», dijo Hudetz, autor principal del estudio.

«Nuestro estudio abre una nueva perspectiva del vínculo entre la conciencia y el cerebro», dijo Huang. Además, señala, los resultados tienen el potencial para desarrollar diagnósticos o evaluaciones basados ​​en el cerebro para pacientes neurológicos.

«Este artículo representa una contribución importante a la ciencia de la conciencia y se alinea con nuestra misión de lograr una comprensión más profunda mientras se avanza en la atención clínica», dijo Mashour.