¿Dónde está Waldo? Ya sea que busquemos Waldo o nuestras llaves en una habitación desordenada, aprovechamos una parte de la región frontal del cerebro cuando realizamos tareas visuales relacionadas con objetivos. Algunos de nosotros lo hacemos bien,mientras que para otros es un poco desafiante.
Un investigador de la Universidad de West Virginia se propuso investigar por qué, y qué hace específicamente esta parte del cerebro, llamada área motora pre-suplementaria, durante la búsqueda.
Para averiguarlo, Shuo Wang, profesor asistente de ingeniería química y biomédica, aprovechó la rara oportunidad de registrar neuronas individuales con electrodos implantados en pacientes con epilepsia. Encontró neuronas que indicaban si se encontró el objetivo de una búsqueda visual y, sino, cuánto tiempo el paciente había estado buscando el artículo.
Esto sugiere que el pre-SMA contribuye al comportamiento dirigido a la meta al señalar la detección de la meta y el tiempo transcurrido desde el inicio de una búsqueda, independientemente de la tarea.
Puede ser la primera vez que los científicos identifican neuronas en el pre-SMA humano que representan objetivos de búsqueda, dijo Wang.
Dijo que estos hallazgos contribuyen a una mejor comprensión de los aspectos cognitivos de los trastornos como la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia, que están relacionados con la disfunción de la pre-SMA, dijo. Del mismo modo, la hiperactividad pre-SMA es una observación frecuente en personas con autismo.
Se publicó la investigación de Wang, realizada en colaboración con Ueli Rutishauser, profesor asociado de neurocirugía, y Adam Mamelak, profesor de neurocirugía, ambos del Centro Médico Cedars-Sinai, y Ralph Adolphs, profesor de biología, del Instituto de Tecnología de California.en la principal revista de neurología "Cerebro"
"El cerebro tiene alrededor de cien mil millones de neuronas", dijo Wang, que forma parte del Instituto de Neurociencia Rockefeller. "Solo unos pocos laboratorios pueden observar la actividad de neuronas individuales en humanos. Se han realizado grabaciones similares en el hipocampo yamígdala, que son áreas del cerebro importantes para la memoria, durante muchos años. Sin embargo, las grabaciones en la pre-SMA son muy raras. Nuestro nuevo artículo es uno de los pocos que ha informado sobre la pre-SMA humana utilizando esta técnica ".
Los pacientes con epilepsia que participaron en el estudio se sometieron a un control invasivo de convulsiones en el Centro Médico Cedars-Sinai en Los Ángeles. Wang y sus colaboradores realizaron grabaciones simultáneas de movimientos oculares y neuronas individuales en los pacientes mientras realizaban una visión visual guiada por la memoriatarea de búsqueda. Se logró registrar 182 neuronas individuales en nueve pacientes.
"Nos apoyamos en un procedimiento clínico: los pacientes estaban en nuestra unidad de monitoreo esperando que ocurrieran las convulsiones", dijo Mamelak. "Utilizamos electrodos de profundidad modificados, que se implantan para monitorear las convulsiones, para registrar la actividad de las neuronas individuales yobservar su actividad durante nuestra tarea. Esta es actualmente la única posibilidad de observar la actividad de neuronas individuales en humanos ".
Durante la tarea visual dirigida al objetivo que realizaron los pacientes, se les pidió a los pacientes que encontraran un objeto o una cara ubicada entre una serie de otros elementos que se muestran en la pantalla. Durante esta tarea, los investigadores descubrieron que el 40 por ciento de las neuronas señalaban siel elemento fijo era el objetivo de búsqueda.
Wang y sus colegas abordaron estas dos preguntas: 1. ¿Señalan las neuronas pre-SMA la detección del objetivo como tal o más bien la necesidad de indicarlo presionando un botón parte del experimento le pidió a los pacientes que respondieran con una caja de botones?2. ¿Señalan las neuronas pre-SMA la detección de objetivos, independientemente de la forma especificada?
"Analizamos las mismas neuronas en las tres tareas y descubrimos que la respuesta objetivo era independiente de la salida motora, el formato de la búsqueda y una señal de búsqueda definida explícitamente. Esto muestra que estas señales son de naturaleza cognitiva abstracta".Dijo Rutishauser.
"Nuestros datos respaldan la opinión de que la disfunción en el pre-SMA podría manifestarse en una capacidad más pobre para realizar comportamientos dirigidos a objetivos como la búsqueda de un elemento en una habitación desordenada", dijo Wang.
"Esperemos que nuestra investigación pueda impulsar estrategias para mejorar las funciones cognitivas en pacientes con trastornos de la pre-SMA".
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Salud Mental, la Fundación de Ciencias del Autismo, RNI, la Fundación Dana, la Fundación Simons y la Fundación Nacional de Ciencias.
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Materiales proporcionado por Universidad de West Virginia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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