ACTIVIDAD ESPONTANEA CEREBRAL

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”