Más tarde hoy perderé la conciencia durante unas horas para descansar y reparar. También hay una buena posibilidad de que lo hagas. Sin embargo, por omnipresente que es el sueño, sabemos muy poco acerca de qué partes del cerebro son fundamentales para mantenerse despierto.
Gracias a un experimento reciente que estimuló los cerebros de los macacos anestesiados, tenemos una idea más clara de qué estructuras neurológicas podrían ser las principales responsables de cambiarnos cada día.
Los resultados no solo nos ayudan a comprender mejor el procesos detrás de la anestesia; para los atrapados en estados vegetativos o comatosos por enfermedad o lesión podría significar una vía de salida nuevamente.
Si bien podemos usar tecno logías de escaneo cerebral para observar cómo se activan las diferentes partes del cerebro cuando un sujeto queda inconsciente, es mucho más difícil determinar cómo un área en particular produce una respuesta específica, y mucho menos cuáles son lo mas crucial
Los estudios en pacientes dormidos y comatosos han dado a los investigadores una buena idea de los tipos de estructuras involucradas, del tallo cerebral a la corteza prefrontal. No hace falta decir que muchas partes diferentes de nuestro sistema nervioso determinan nuestro estado de conciencia.
Investigadores de la Universidad de Wisconsin en los EE. UU. Y el Instituto de Tecnología de Israel notaron una pequeña pieza de tejido en el interior de nuestro cerebro anterior – el tálamo lateral central – tuvo un papel bastante destacado en la dirección de nuestros asuntos neurológicos.
En función de su conectividad, parecía ser fundamental para influir en cómo se transmitían las señales desde las secciones de 'pensamiento' de orden superior, como la corteza hasta estructuras más profundas, como el tálamo y de regreso, áreas conocidas por ser parte integral de la conciencia.
Los investigadores a menudo se centran en diferentes partes del cerebro en un relativo aislamiento para determinar cuán relevantes pueden ser para cualquier tarea.
En este caso, el equipo estaba interesado en la forma precisa en que esta pequeña pieza de tejido cerebral se comunicaba con otras áreas durante diferentes estados de actividad, lo que requería un enfoque más holístico.
"Decidimos ir más allá del enfoque clásico de grabación de un área a la vez". dice el neurocientífico Yuri Saalmann de la universidad de Wisconsin.
"Grabamos desde varias áreas al mismo tiempo para ver cómo se comporta toda la red".
Para superar los obstáculos del uso de sujetos humanos para tal tarea, los investigadores utilizaron el macaco como modelo, formando imágenes de las estructuras cerebrales de los animales antes de insertar electrodos especialmente diseñados.
Estos electrodos se usaron para controlar la actividad mientras los monos estaban despiertos, dormidos y bajo los efectos de un anestésico fuerte.
Las variaciones en la actividad eléctrica confirmaron sospechas de que el tálamo lateral central jugó un papel en el mantenimiento de la conciencia, al menos en los macacos. Pero una cosa es encontrar actividad, y otra es probar que una parte del cerebro es responsable de causarla.
Para hacer esto, el equipo usó sus electrodos notablemente finos para estimular el pequeño parche de neuronas con una precisión increíble, haciéndoles cosquillas en acción mientras los macacos fueron eliminados con una buena dosis de ketamina.
"Descubrimos que cuando estimulamos esta pequeña área cerebral, podríamos despertar a los animales y restablecer toda la actividad neuronal que normalmente verías en la corteza durante la vigilia". dice Saalmann.
"Actuaron como lo harían si estuvieran despiertos".
Increíblemente, una vez que la estimulación se detuvo, los macacos volvieron a dormirse en cuestión de segundos. Era como si el tálamo lateral central actuara como un interruptor de conciencia, dirigiendo el tráfico mental cuando está activo para generar conciencia, y restableciendo la inconsciencia cuando estaba en silencio.
Nada de esto ayuda mucho con las grandes preguntas que conciencia es en un nivel más filosófico, y por supuesto sacar conclusiones sobre nuestra propia especie basadas en modelos no humanos también es problemático.
Pero esta es una evidencia más que podemos usar para ajustar un modelo físico de cómo un cerebro como el nuestro cambia entre diferentes estados de función.
Dado que todavía no tenemos claro cómo la anestesia nos hace inconscientes, y, sorprendentemente, incluso si siempre es efectivo – ayuda tener un conocimiento preciso de cómo los paquetes más pequeños de nervios se afectan unos a otros mientras nos deslizamos dentro y fuera de la conciencia.
En cuanto a las personas cuyos cerebros están permanentemente encerrados en un estado de conciencia, tener vías para el tratamiento sería un producto bienvenido de estudios como este.
Investigaciones previas ya han proporcionado pruebas sólidas de que estimular el tálamo podría ayudar a algunos pacientes comatosos a recuperar la conciencia.
En 2007Sin embargo, la estimulación cerebral profunda vio a un paciente que había estado mínimamente consciente durante 6 años después de una lesión cerebral traumática, recuperando lentamente los movimientos y el control sobre algunas funciones del cuerpo, incluida una pequeña mejora en el habla.
"Hay muchas implicaciones emocionantes para este trabajo" dice la psicóloga de la Universidad de Wisconsin Michelle Redinbaugh.
"Es posible que podamos usar este tipo de electrodos estimulantes del cerebro profundo para sacar a las personas de los comas. Nuestros hallazgos también pueden ser útiles para desarrollar nuevas formas de controlar a los pacientes bajo anestesia clínica, para asegurarnos de que estén inconscientes de forma segura".
Esta investigación fue publicada en Neurona.