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Neurocientífic@s de la Universidad de California, Berkeley, a través del seguimiento del progreso de los pensamientos en el cerebro, han mostrado que es la corteza prefrontal la que coordina la actividad para responder a un estímulo. L@s científic@s registraron la actividad eléctrica de las neuronas directamente desde la superficie del cerebro y su hallazgo fue que para una simple tarea, como repetir una palabra presentada auditiva o visualmente, fueron las cortezas auditivas y visuales las que reaccionaron primero para percibir la palabra. Seguidamente, la corteza prefrontal comenzó a interpretar el significado del estímulo y después  la corteza motora se activó preparando una respuesta. La corteza frontal estuvo activa coordinando todas las áreas del cerebro durante el medio segundo entre el estímulo y la respuesta.

Para elaborar una respuesta a una tarea más difícil, como encontrar el antónimo de una palabra, el cerebro requirió varios segundos. Durante este tiempo, la corteza prefrontal reclutó otras áreas del cerebro, incluidas presumiblemente las redes de memoria no visibles actualmente y, finalmente, la corteza motora presentó una respuesta hablada. Cuanto más veloz sea la transferencia en el cerebro, más rápidas serán las personas respondiendo.

L@s investigador@s descubrieron que, al recibir el estímulo inicial, el cerebro comienza a preparar la respuesta de las áreas motoras muy temprano, y está preparado para responder antes incluso de saber cuál va a ser la respuesta. “Esto podría explicar por qué las personas a veces dicen cosas antes de pensar”, dijo Avgusta Shestyuk, investigadora senior del Instituto de Neurociencia Helen Wills de UC Berkeley y una de l@s autor@s de un artículo, que informa sobre los resultados en la edición actual de la revista Nature Human Behavior.

Los hallazgos obtenidos por l@s investigador@s, estaban en línea con los estudios en monos y humanos llevados a cabo por l@s neurocientífic@s en las últimas décadas. “Estos estudios muy selectivos han encontrado que la corteza frontal es el orquestador, que une las cosas para un resultado final”, según el coautor Robert Knight, profesor de psicología y neurociencia de UC Berkeley, y de neurología y neurocirugía en la Universidad de California, San Francisco (UCSF). “Aquí tenemos ocho experimentos diferentes, algunos en los que l@s pacientes tienen que hablar y otros donde tienen que presionar un botón, de los cuales algunos son visuales y otros auditivos; y todos encontraron una firma universal de actividad centrada en el lóbulo prefrontal que vincula percepción y acción. Es el pegamento de la cognición”, afirma Knight.

Mientras que han sido la resonancia magnética funcional (fMRI, functional magnetic resonance imaging) y el electroencefalograma (EEG) los empleados por otros neurocientíficos para analizar la actividad de los pensamientos en el cerebro, los científicos de UC Berkeley han llevado a cabo sus estudios con una técnica más precisa, la electrocorticografía (ECoG), que detecta la actividad en la corteza cerebral a través de cientos de electrodos colocados en la delgada superficie externa del cerebro donde se desarrolla el pensamiento. Gracias a la ECoG se obtiene una mejor resolución de tiempo que la fMRI y mejor resolución espacial que el EEG, pero su empleo requiere acceso a pacientes epilépticos sometidos a cirugía altamente invasiva en la que la apertura del cráneo es necesaria para identificar la ubicación de las convulsiones.

El estudio con pacientes de epilepsia

Para el estudio llevado a cabo, 16 pacientes con epilepsia aceptaron participar en los experimentos mientras se sometían a cirugía de epilepsia en UCSF y California Pacific Medical Center en San Francisco, Stanford University en Palo Alto y Johns Hopkins University en Baltimore. “Este es el primer paso para ver cómo piensan las personas y cómo presentan decisiones diferentes; cómo se comporta la gente básicamente”, dijo Shestyuk. “Estamos tratando de ver esa pequeña ventana de tiempo entre el momento en que las cosas suceden en el ambiente y cómo nos comportamos nosotr@s en respuesta a ello”, agregó.

Colocaron los electrodos en los cerebros de cada paciente; Shestyuk y sus colegas les realizaron una serie de ocho tareas en las que recibían estímulos auditivos y visuales. Entre estas tareas se encontraban desde tareas simples, como repetir una palabra o identificar el género de una cara o una voz, hasta complejas, como determinar un antónimo, una emoción facial…

Durante las tareas, se reflejaron en el cerebro cuatro tipos diferentes de actividad neuronal. Primeramente, para procesar los estímulos se activan las áreas sensoriales de la corteza auditiva y visual. Seguidamente, se activan las áreas de las cortezas sensoriales y prefrontales para entender el estímulo. Finamente, la corteza prefrontal se detiene cuando la corteza motora genera la respuesta. A lo largo de todo este proceso, la corteza prefrontal está constantemente activa coordinando las diferentes áreas implicadas.

“Esta actividad persistente, vista principalmente en la corteza prefrontal, es una actividad multitarea”, dijo Shestyuk. “Los estudios de resonancia magnética funcional a menudo encuentran que, cuando una tarea se vuelve progresivamente más difícil, vemos más actividad en el cerebro, y en la corteza prefrontal en particular. Aquí, podemos ver que esto no se debe a que las neuronas estén trabajando realmente duro y disparando todo el tiempo, sino que están siendo reclutadas más áreas del córtex”. En resumen, Knight dijo: “La actividad sostenida en la corteza prefrontal es lo que guía una percepción hacia una acción”.

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