ACTIVIDAD ESPONTANEA CEREBRAL
La actividad basal del
cerebro ha sido conceptualizada tradicionalmente como “ruido”. Sin embargo, el
avance en los métodos de análisis de neuroimagen ha permitido descifrar
patrones coherentes de actividad en este estado de ‘reposo’. Estos patrones,
lejos de ser aleatorios, parecen corresponderse en parte con los sistemas
cerebrales clásicos, lo que sugiere que nos encontramos ante un funcionamiento
‘por defecto’ de distintas redes cerebrales. Esta Función Cerebral por Defecto
facilitaría nuestra adaptación al medio mediante una constante predicción y
sincronización con el mismo.
La actividad intrínseca cerebral está presente en todo
cerebro y puede estudiarse en cualquiera condición. Resulta interesante
evaluarla durante el estado de reposo, o sea, sin imponer ninguna tarea
específica más allá del reposo y la quietud durante los minutos que tarda la
adquisición. Como se discutirá posteriormente, la idea de estudiar la actividad
espontánea a través de la señal en estado de reposo brinda importantes
implicaciones clínicas, debido tanto a la facilidad de su implementación como a
sus resultados fiables y reproducibles.
Fluctuaciones espontáneas lentas del cerebro
Todo sistema biológico complejo contiene oscilaciones y fluctuaciones
que suelen ser difíciles de comprender y aislar, ya que se interrelacionan de
manera dinámica. En el caso de la actividad neuronal, existen diferentes
intervalos de fluctuaciones, principalmente medidas por técnicas electroencefalografías.
Ahora se está comprobando que estas oscilaciones sincronizan la actividad de
zonas espacialmente alejadas.
A pesar de que estas fluctuaciones cerebrales observadas no son ondas
regulares y sinusoidales, se pueden caracterizar usando las mismas dimensiones
de frecuencia, amplitud y fase que se aplican a todo fenómeno oscilatorio.
• Frecuencia. Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo
de cualquier fenómeno o suceso periódico.
• Amplitud. Se refiere a la intensidad de una fluctuación, medida de pico a pico.
• Fase. Se refiere al punto
particular en el ciclo de una onda o fluctuación. Se mide en términos de
ángulos en grados, típicamente entre 0 y 360, y es un factor importante en la
interacción entre fluctuaciones. Dos fluctuaciones con el mismo ángulo entre sí
de 0º están completamente sincronizadas de manera que se refuerzan.
CONECTIVIDAD CEREBRAL
El cerebro humano es una compleja
red de regiones interconectadas estructural y funcionalmente. Se ha podido
observar en los estudios neurocientíficos que la comunicación funcional entre
regiones del cerebro desempeña un papel clave en los procesos cognitivos
complejos. Es por ello que la integración de la información a través de las
distintas regiones del cerebro es objeto de estudio en la actualidad. La
exploración de la conectividad cerebral proporciona nuevos horizontes de
estudio de la organización del cerebro humano.
EL CEREBRO Y LA ACTIVIDAD ESPONTANEA EN EDUCACIÓN
La Función Cerebral por Defecto ha aparecido como una nueva forma de
estudiar el cerebro. Clásicamente, los estudios de neuroimagen se han centrado
en determinar la activación de ciertos sistemas cerebrales ante diferentes
tareas. El hecho de que los picos de actividad ante estímulos concretos
supongan únicamente un incremento del consumo de energía del 5% respecto al
metabolismo basal cerebral sugiere que gran parte del gasto se produce bajo una
situación ‘por defecto’ del cerebro y, por tanto, que ésta debe tener alguna
relevancia funcional.
El estudio del estado ‘en reposo’ es posible gracias al avance en las
técnicas de análisis de neuroimagen multivariadas, las cuales permiten analizar
conjuntamente actividad en regiones cerebrales distantes en el espacio. Mediante
su uso, se han conseguido detectar correlaciones temporales en la actividad del
cerebro durante registros en los que los participantes permanecen absolutamente
pasivos. Estas correlaciones en las fluctuaciones espontáneas de la actividad
cerebral definen múltiples redes funcionales por defecto que están activas en
situaciones donde no existe ninguna tarea experimental concreta).
Pese a que esta actividad se considera espontánea, las correlaciones
revelan que las redes de activación en ausencia de una tarea mantienen un
patrón similar a los sistemas cerebrales clásicamente entendidos). Por ejemplo,
las áreas del sistema visual no sólo intervienen en tareas que demandan su
labor específicamente (información visual), sino que, en ausencia de tarea,
también están coactivas. Es importante recalcar que este hecho es común a todos
los sistemas estudiados. Por lo tanto, no se debería entender la DMBF como un
único sistema anatómico con propiedades funcionales específicas.
Así, la DMBF permite de manera primordial conexiones funcionales no
limitadas anatómicamente. De esta manera, los mapas establecidos por las
fluctuaciones espontáneas parecen funcionar bajo el esquema de redes de “mundo
pequeño”. La arquitectura de estas redes se caracteriza por la existencia de
una serie de nodos centrales conectados localmente de forma densa con zonas
cercanas y, al mismo tiempo, enlazados entre sí mediante largas conexiones.
Desde esta perspectiva, se entiende la organización cerebral como un
sistema complejo eficiente en el que la flexibilidad y rapidez en el
procesamiento permiten una mejor adaptación al medio y la predicción de los
eventos futuros. Dicha eficiencia se logra, especialmente, gracias a que
regiones espacialmente separadas pueden interactuar de manera rápida. Esta
visión en red del cerebro, en contraposición con los modelos clásicos
modulares, está en consonancia con recientes propuestas sobre el funcionamiento cerebral de corte constructivista.
Por tanto, la DMBF, soportada por las redes
de “mundo pequeño”, propicia nuestra adaptación al medio mediante la
integración de información compleja de diferente procedencia. Físicamente, esta
integración se lleva a cabo bajo un estado de predominancia de los potenciales
corticales.
En conjunto, la interpretación actual de la
funcionalidad de la DMBF mantiene una clara inspiración bayesiana, al entender
que gran parte del cerebro trabaja como un sistema de evaluación y predicción
de la información capaz de sustentar la mayoría de nuestro comportamiento. Así,
la DMBF se postula como ese estado de alta comunicación entre los diferentes
sistemas cerebrales a la base de nuestra interacción constante con el medio. Las
múltiples cuestiones aún por resolver, el estudio de la conectividad funcional
apunta a ser esencial en lo que supone uno de los grandes retos de la ciencia
actual: entender cómo funciona el cerebro.
“Las aportaciones potenciales de esta estrategia
de investigación parecen determinantes dentro de la neurociencia cognitiva,
como ponen de manifiesto el desarrollo”
