Los científicos han sabido que las áreas del cerebro con funciones similares, incluso aquellas en diferentes hemisferios cerebrales, se conectan para compartir señales cuando el cuerpo descansa, pero no han sabido cómo ocurre esta "conectividad en estado de reposo". Ahora,los científicos del Laboratorio de Neurofísica de la Universidad de California en San Diego pueden tener la respuesta: utilizando una forma avanzada de microscopía óptica diseñada por David Kleinfeld y Philbert Tsai en el Departamento de Física de la UC San Diego, Celine Mateo y sus colegas estudiaron pequeños cambios enel diámetro de los vasos sanguíneos del cerebro a través de toda la corteza de un ratón. Sus hallazgos, publicados en la edición del 26 de octubre de la revista neurona , reveló una cascada de interacciones que explica cómo los niveles de oxígeno se correlacionan a grandes distancias en el cerebro, según lo detectado por fMRI, la herramienta principal utilizada por neurocientíficos y psicólogos para estudiar la participación de diferentes áreas del cerebro en el comportamiento humano. Los científicos dicen que los científicossus resultados tienen un impacto inmediato en las aplicaciones de medicina y salud humana, incluidos los métodos de imágenes de mayor resolución para estudiar las conexiones dentro del cerebro.
"Un impacto de nuestros resultados es usar resonancia magnética y estudiar directamente las fluctuaciones en el diámetro de los vasos sanguíneos en el cerebro", dijo Kleinfeld, profesor distinguido en las Divisiones de Ciencias Biológicas y Ciencias Físicas, señalando un proyecto que ya está en marcha con colegasen el Hospital General de Massachusetts.
Durante su estudio de las interacciones cerebrales, los investigadores de la Universidad de California en San Diego observaron la variación lenta en la amplitud de las señales eléctricas de alta frecuencia en el cerebro en reposo normalmente asociadas con la capacidad de atención. Esta variación lenta - períodos de 10 segundos - en la amplitud de la señal eléctrica correspondecon vibraciones lentas en los músculos que rodean las arteriolas en el cerebro. Los músculos se contraen y relajan rítmicamente, cambiando el diámetro de las arteriolas y modulando los niveles de oxígeno en el tejido cerebral vecino. Este efecto es particularmente notable cuando ocurre entre las regiones del cerebro a través de los doshemisferios corticales. Sin embargo, cuando el equipo de investigación repitió estas mediciones en ratones que carecían de conexiones anatómicas entre los hemisferios cerebrales, la sincronización disminuyó.
Mateo explicó que la investigación fomenta la comprensión de cómo los vasos sanguíneos ayudan dinámicamente al cerebro a mantener su homeostasis, la tendencia del cuerpo a buscar y mantener una condición de equilibrio dentro de su entorno interno.
"Nuestra siguiente pregunta es preguntar cómo participan los vasos sanguíneos en el efecto regenerativo del sueño", dijo Mateo. "Esperamos que la aplicación de nuestro arsenal de herramientas ópticas y de ingeniería genética avance nuestra comprensión de este tema fascinante".
Solo en los últimos 25 años los científicos descubrieron que los cambios en las propiedades magnéticas de la hemoglobina, una proteína de los glóbulos rojos que contiene hierro y transporta oxígeno, se pueden usar como sustitutos para medir la actividad cerebral. La técnica resultante,llamado BOLD fMRI, se convirtió en el medio estándar por el cual los investigadores han medido qué partes del cerebro se activan durante diferentes actividades mentales.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera y Cynthia Dillon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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