Las redes cerebrales que codifican la memoria se unen a través de campos eléctricos
Las neuronas forjan conexiones físicas directas para crear redes funcionales para , por ejemplo, almacenar recuerdos o producir pensamientos. Un nuevo estudio publicado en Cerebral Cortex muestra que mientras los animales jugaban juegos de memoria de trabajo, la información sobre lo que estaban recordando se coordinó en dos regiones clave del cerebro por el campo eléctrico que surgió de la actividad eléctrica subyacente de todas las neuronas participantes. El campo, a su vez, parecía impulsar la actividad neuronal, o las fluctuaciones de voltaje aparentes a través de las membranas de las células.
El mecanismo físico por el cual este campo eléctrico predominante influye en el voltaje de la membrana de las neuronas constituyentes se denomina “acoplamiento efáptico”. Esos voltajes de membrana son fundamentales para la actividad cerebral. Cuando cruzan un umbral, las neuronas “se disparan”, enviando una transmisión eléctrica que envía señales a otras neuronas a través de conexiones llamadas sinapsis.
El estudio mostró que los campos eléctricos impulsaron la actividad eléctrica de las redes de neuronas para producir una representación compartida de la información almacenada en la memoria de trabajo. Estos hallazgos podrían mejorar la capacidad de los científicos e ingenieros para leer información del cerebro, lo que podría ayudar en el diseño de prótesis controladas por el cerebro para personas con parálisis.
Para realizar este estudio se observaron dos regiones del cerebro: los campos oculares frontales (FEF) y los campos oculares suplementarios (SEF). Estas dos regiones, que gobiernan el movimiento voluntario de los ojos, eran relevantes para el juego de memoria de trabajo que los animales estaban jugando porque en cada ronda los animales veían una imagen en una pantalla colocada en algún ángulo alrededor del centro (como los números en un reloj). ). Después de un breve retraso, tuvieron que mirar en la misma dirección en la que acababa de estar el objeto.
Mientras los animales jugaban, los científicos registraron los potenciales de campo locales (LFP, una medida de la actividad eléctrica local) producidos por decenas de neuronas en cada región. Los científicos introdujeron estos datos LFP registrados en modelos matemáticos que predijeron la actividad neuronal individual y los campos eléctricos generales.
Los modelos permitieron calcular si los cambios en los campos predijeron cambios en los voltajes de la membrana, o si los cambios en esa actividad predijeron cambios en los campos. Para hacer este análisis, se utilizó un método matemático llamado Causalidad de Granger.
Sin ambigüedades, este análisis mostró que en cada región, los campos tenían una fuerte influencia causal sobre la actividad neuronal y no al revés. El análisis también mostró que las medidas de la fuerza de la influencia se mantuvieron mucho más estables para los campos que para la actividad neuronal, lo que indica que los campos eran más confiables.
Luego, los investigadores verificaron la causalidad entre las dos regiones del cerebro y encontraron que los campos eléctricos, pero no la actividad neuronal, representaban de manera confiable la transferencia de información entre FEF y SEF. Más específicamente, encontraron que la transferencia generalmente fluía de FEF a SEF, lo que concuerda con estudios previos sobre cómo interactúan las dos regiones. FEF tiende a liderar el camino para iniciar un movimiento ocular.
- Fuente: MedicalXpress
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