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Los científicos encuentran pistas sobre cómo el cerebro filtra las distracciones
Los investigadores creen que han descubierto qué parte del cerebro ayuda a las personas a ignorar las distracciones, según una investigación publicada en Naturaleza.
Los investigadores tienen una nueva visión sobre las causas de las distracciones.
El estudio puede ayudar a comprender cómo los defectos en el tálamo pueden ser la base de los síntomas observados en pacientes con autismo, trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y esquizofrenia.
Hace tres décadas, el Dr. Francis Crick propuso que el tálamo "enciende una luz" en las regiones de la corteza cerebral, lo que las prepara para la tarea que tienen entre manos, dejando el resto de los circuitos del cerebro inactivos en la oscuridad.
El autor principal, el Dr. Michael Halassa, PhD, del Langone Medical Center de la Universidad de Nueva York, explica que las personas usan un porcentaje muy pequeño de estímulos sensoriales entrantes para guiar su comportamiento, filtrando con éxito lo que no es importante.
En muchos trastornos neurológicos, esta función de filtrado puede romperse, lo que conduce a una falta de control sobre la entrada sensorial, de modo que el cerebro se sobrecarga.
Los neurocientíficos han creído durante mucho tiempo que la corteza prefrontal (PFC), un área en la parte frontal del cerebro, selecciona qué información enfocar, pero cómo sucede esto sigue siendo desconocido.
Una teoría es que las neuronas en el PFC envían señales a las células en las cortezas sensoriales, ubicadas en la parte externa del cerebro.
Las neuronas PFC pueden enviar señales a una ubicación profunda dentro del cerebro
Sin embargo, el equipo del Dr. Halassa cree que, en cambio, las neuronas PFC pueden enviar señales a las células inhibidoras del núcleo reticular talámico (TRN), ubicadas en el interior del cerebro.
Para investigar esto, diseñaron una prueba que desafió a los ratones a enfocarse e ignorar las distracciones.
Entrenaron ratones para usar ya sea una luz o un sonido para descubrir cuál de las dos puertas ocultaba una recompensa de leche. Antes de cada decisión, los ratones escucharon un ruido que les ordenaba anticipar la luz o el sonido que los conduciría a la puerta correcta. Tenían que usar el indicio correcto e ignorar el irrelevante para obtener su recompensa.
Los investigadores utilizaron ratones genéticamente modificados en los que las neuronas específicas podrían activarse o inhibirse con rayos de luz.
Los ratones cometieron más errores cuando las neuronas en el PFC fueron silenciadas durante la anticipación de la señal. Eligieron la puerta equivocada en respuesta a la luz o señal de sonido, lo que implica que no podían concentrarse cuando las neuronas PFC fueron silenciadas.
Por el contrario, el silenciamiento de las neuronas de la corteza visual, la parte del cerebro que procesa la información visual, en el momento de la anticipación, no tuvo ningún efecto sobre la atención.
Los ratones eligieron la puerta correcta en respuesta a una señal de luz. Contrariamente a las creencias anteriores, las conexiones entre el PFC y las neuronas corticales sensoriales no parecen estar involucradas con este tipo de atención.
Luego probaron si las células TRN desempeñaban un papel crítico.
Cuando activaron las neuronas TRN involucradas en la visión durante la anticipación de la señal de luz, los ratones lucharon por concentrarse en la luz. Cuando el circuito de visión TRN se apaga, tiene el efecto opuesto. Ahora los ratones luchaban por enfocarse en el sonido, pero no en la luz.
El equipo interpretó que esto significa que la inactivación de la TRN visual hace que la entrada visual irrelevante sea más molesta.
La corteza prefrontal y el tálamo interactúan para evitar la distracción
También observaron que cuando los ratones necesitaban enfocarse en la luz, la actividad disminuía en la TRN visual y aumentaba en la parte del tálamo que procesa las entradas visuales, llamada núcleo geniculado lateral (LGN).
Por el contrario, cuando el PFC se inactivó, esos cambios no ocurrieron.
Estos hallazgos sugieren que el PFC modifica la actividad en el tálamo con el fin de cambiar la atención hacia la información visual.
Para probar si las fluctuaciones en la TRN y LGN estaban relacionadas, se desarrolló una nueva técnica, llamada fotometría de cloruro.
Esto permitió a los investigadores controlar directamente la cantidad de cloruro que entraba en las neuronas LGN en tiempo real, y ver cómo los problemas de circuito en el tálamo del ratón pueden provocar problemas de concentración.
Cuantos más iones de cloruro fluían hacia una neurona, más inhibidos se volvían los ratones. Más cloruro ingresó e inhibió la LGN durante ensayos que requerían que los ratones ignoraran la luz y se enfocaran en el sonido.
James Gnadt, PhD, director del programa en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), dice:
"Estamos constantemente bombardeados por la información de nuestro entorno. Este estudio muestra cómo los circuitos del cerebro pueden decidir a qué sensaciones prestar atención".
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