Incluso los movimientos simples generan ondas en el cerebro, según un estudio

Incluso un simple movimiento como presionar un botón envía ondas de actividad a través de las redes de neuronas que se extienden por todo el cerebro, según muestra una nueva investigación de la Universidad de Oregón.

El hallazgo destaca cuán complejo es el cerebro humano, desafiando la imagen simplificada de los libros de texto de distintas áreas del cerebro dedicadas a funciones específicas.

«Es muy bien sabido que la corteza motora primaria controla la salida del movimiento», dijo Alex Rockhill, estudiante graduado en el laboratorio del profesor de fisiología humana Nicki Swann. «Pero hay mucho más en el movimiento que esta área del cerebro».

Rockhill es el primer autor de un nuevo artículo del laboratorio, publicado en diciembre en el Revista de Ingeniería Neural.

Swann y su equipo están estudiando las redes cerebrales en humanos gracias a una colaboración con médicos e investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón. El equipo de OHSU está utilizando una técnica llamada EEG intracraneal para determinar dónde pueden estar comenzando las convulsiones en pacientes con epilepsia resistente al tratamiento. Implantan quirúrgicamente una serie de electrodos en los cerebros de los pacientes para señalar con precisión cuándo y dónde está ocurriendo una convulsión y potencialmente eliminar el área del cerebro afectada.

El EEG intracraneal también puede proporcionar información valiosa sobre otras actividades cerebrales. Es una técnica de «estándar de oro», dijo Swann. Pero es uno al que los investigadores rara vez tienen acceso, porque implantar los electrodos es un proceso muy intensivo. Los participantes en el estudio de Swann acordaron dejar que su equipo estudie sus cerebros mientras ya están conectados a los electrodos para el estudio de las convulsiones.

Swann y sus colegas les dieron a los participantes del estudio una tarea simple relacionada con el movimiento: presionar un botón. Registraron la actividad de miles de neuronas en todo el cerebro mientras los participantes realizaban la tarea. Luego, probaron si podían entrenar una computadora para identificar si se capturaban patrones particulares de actividad cerebral mientras el participante estaba en reposo o en movimiento.

En ciertas áreas del cerebro, las señales eran obvias. Esas eran áreas previamente vinculadas al movimiento, donde la mayoría de las neuronas probablemente estén enfocadas en ese comportamiento. Pero los investigadores también encontraron señales cerebrales que predicen el movimiento en todo el cerebro, incluso en áreas que no están específicamente dedicadas a él.

En muchas partes del cerebro, «podemos predecir con mayor precisión si los datos se obtuvieron durante el movimiento o no», dijo Swann.

«Encontramos que hay un espectro de áreas cerebrales, desde áreas motoras primarias donde se puede decodificar que la persona se mueve el 100 por ciento del tiempo, hasta otras áreas que se pueden decodificar el 75 por ciento del tiempo», agregó Rockhill.

En algunas de las áreas que no se especializan en el movimiento, «algunas de las neuronas podrían activarse, pero podrían verse abrumadas por neuronas que no están relacionadas con el movimiento», dijo.

Sus hallazgos complementan un estudio publicado en 2019 en la revista Naturalezaen el que otros investigadores mostraron redes cerebrales similares de largo alcance relacionadas con el movimiento en ratones.

«Ese artículo mostró que el movimiento está en todas partes del cerebro, y nuestro artículo muestra que eso también es cierto en los humanos», dijo Swann.

El fenómeno probablemente tampoco se limita al movimiento. Otros sistemas, como la visión y el tacto, probablemente también se extienden a través de una mayor parte del cerebro de lo que se creía anteriormente.

Ahora, el equipo está trabajando en el desarrollo de nuevas tareas que involucran diferentes tipos de movimiento, para ver cómo se muestran en el cerebro. Y planean seguir aumentando la colaboración con OHSU, involucrando a más investigadores en el proyecto y obteniendo una comprensión más profunda de las complejidades del cerebro.

«Hay muchas oportunidades ahora que tenemos esta nueva colaboración», dijo Swann. «Somos realmente afortunados de poder tener la oportunidad de recopilar datos tan emocionantes al trabajar con el equipo de OHSU y sus increíbles pacientes».