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Investigación: monos anestesiados despiertan al instante al estimularles región cerebral vinculada a la conciencia

Al presionar una pequeña región del cerebro vinculada a la conciencia, los científicos hicieron que los monos anestesiados se despertaran de repente y se pusieran alerta. Este resultado fascinante está proporcionando nuevas pistas sobre el cerebro y cómo produce conciencia consciente, ideas que podrían conducir a terapias para pacientes atrapados en coma.

El cerebro sigue siendo el órgano más misterioso del cuerpo humano. En las últimas décadas, los neurocientíficos han desgarrado las diversas regiones y redes del cerebro para comprender mejor cómo contribuyen a la función cognitiva normal, pero quedan grandes preguntas sobre la conciencia y qué partes del cerebro pueden describirse como los correlatos neuronales de la conciencia. (NCC): es decir, las regiones específicas del cerebro que nos permiten experimentar el olor a tostadas quemadas, el enrojecimiento de una rosa en flor o la riqueza de nuestros pensamientos internos.

Una nueva investigación publicada en Neuron nos acerca un paso pequeño pero importante a la respuesta.

Al experimentar con monos macacos, los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han descubierto nuevas pruebas que afirman el tálamo lateral central como un NCC. La estimulación de esta pequeña región del cerebro, que se encuentra en las profundidades del cerebro anterior, hizo que los monos anestesiados se despertaran repentinamente y estuvieran alertas, a pesar del hecho de que todavía se administraban medicamentos anestésicos. Los neurocientíficos habían vinculado previamente el tálamo lateral central como un NCC, pero esta última investigación agrega más credibilidad a la afirmación.

“Este estudio es significativo”, dijo Earl Miller, profesor de neurociencia del Departamento de Ciencias Cerebrales y Cognitivas del Instituto de Tecnología de Massachusetts, en un correo electrónico a Gizmodo. “Las teorías de la conciencia han sugerido que el tálamo lateral central desempeña un papel clave para mantener la corteza despierta. Este estudio proporciona evidencia importante que respalda esa teoría”.

Además, el documento “nos brinda nuevos conocimientos sobre los circuitos y las dinámicas cerebrales que producen conciencia”, escribió Miller, quien no participó en la nueva investigación. “Miles de personas reciben anestesia general cada año. Saber cómo hace que las personas estén inconscientes es un paso importante para hacer que la anestesia sea más segura”.

Michelle Redinbaugh, la primera autora del nuevo estudio y estudiante de posgrado en la Universidad de Wisconsin-Madison, dijo que el objetivo principal del experimento era localizar los NCC en el cerebro.

“Alcanzar este objetivo nos permitirá comprender mejor los mecanismos de la anestesia general y los impactos del trauma cerebral, [y también] dirigir las intervenciones clínicas para mejorar la vida de los pacientes que sufren trastornos de la conciencia, como el coma”, dijo a Gizmodo.

Con ese fin, Redinbaugh, junto con el autor principal Yuri Saalmann y sus colegas, idearon un experimento con la intención de inducir la conciencia en sujetos anestesiados. Para hacerlo, diseñaron un método de estimulación que imitaba la forma en que las células cerebrales actúan en el tálamo lateral central durante el estado de vigilia. Utilizando conjuntos de electrodos, los científicos pudieron registrar la actividad cerebral de múltiples áreas del cerebro, lo que les permitió controlar la conciencia en los macacos mientras estaban despiertos, durmiendo y bajo anestesia.

Durante el experimento, los científicos intentaron estimular varias partes del cerebro profundo, pero ninguna obtuvo la misma respuesta que el tálamo lateral central, que surgió como una especie de punto de conciencia en el cerebro. Estimular esta región del cerebro a 50 Hertz mientras los monos estaban bajo anestesia les hizo despertarse. Cuando esto sucedió, los primates se comportaron igual que cuando estaban despiertos. Una vez que se apagó la estimulación, los macacos volvieron a un estado inconsciente.

Un aspecto crítico del experimento fue evaluar correctamente la vigilia en los dos monos utilizados en el experimento, llamados Monkey R y Monkey W.

“Modelamos nuestra evaluación de la vigilia en monos a partir de medidas clínicas que se utilizan para evaluar pacientes en coma o pacientes que se someten a anestesia”, dijo Redinbaugh a Gizmodo. “Esencialmente, estábamos buscando aumentos en los comportamientos que normalmente verías en un animal, o humano, que se despertaba de la anestesia”.

Estas medidas incluyeron cosas como que los monos abran los ojos, muevan sus caras y muestren capacidad de respuesta al tacto, explicó Redinbaugh. Los científicos también monitorearon sus respuestas EEG a los sonidos comunes e inusuales, “que pueden distinguir la conciencia de los sujetos inconscientes”, agregó.

En términos de la ética involucrada, “el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Wisconsin-Madison aprobó todos los procedimientos, que se ajustaban a la Guía de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio”, escribieron los autores en el documento.

Durante los experimentos, por ejemplo, un anestesiólogo clínico debía presentarse para asegurarse de que los monos “recibieran el mismo nivel de atención que los pacientes humanos en el hospital”, dijo Redinbaugh, y los animales fueron monitoreados durante y después de los experimentos para “asegurar su salud y bienestar”, entre otras medidas, dijo.

Dicho esto, los científicos utilizaron una docena de tornillos de cerámica para calaveras y acrílico dental para “fijar implantes de cabeza” en los monos, entre otras medidas severamente invasivas requeridas para el experimento, algunas de las cuales fueron diseñadas para inmovilizar las cabezas de los monos durante las lecturas de EEG. Se puede argumentar que, a pesar de las medidas tomadas, los animales sufrieron durante este experimento y que los monos nunca deberían usarse para experimentos como este.

Teniendo en cuenta eso, la nueva investigación podría dar como resultado nuevas terapias efectivas para tratar los trastornos de la conciencia, mejorar la estimulación cerebral profunda como técnica quirúrgica y mejores medicamentos para la anestesia. Además, los hallazgos podrían acercarnos a comprender la conciencia misma.

Jaan Aru, neurocientífico de la Universidad Humboldt de Berlín, dijo que los investigadores en la década de 1990 comenzaron a pensar que el tálamo era importante para la conciencia, una creencia basada en el hecho de que el tálamo se encuentra en una posición central para el control y que puede cambiar la forma en que otras regiones del cerebro procesan información. Sin embargo, desde la década de 2000, los neurocientíficos se han centrado principalmente en la corteza para encontrar los mecanismos de la conciencia, dijo.

“Este estudio devuelve el tálamo a la escena”, dijo Aru, que no está afiliado al nuevo estudio, a Gizmodo. “Espero que sigan muchos estudios que traten de comprender mejor el papel del tálamo no solo en el estado de conciencia, sino también en los procesos de percepción”.

Con vistas al futuro, Redinbaugh dijo que, dado que su equipo ahora tiene un método para manipular finamente la conciencia, pueden evaluar las predicciones de las principales teorías de la conciencia, “que difieren con respecto a las áreas del cerebro que son más importantes para la conciencia”. También planean para estimular una gama más amplia de áreas en el tálamo y determinar qué frecuencias son más efectivas para influir en la conciencia.

“Esto allanaría el camino para un paradigma de estimulación similar para ser utilizado en la clínica”, dijo Redinbaugh.

Fuente: es.gizmodo.com

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