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12 de Febrero de 2019
Neurociencia

La dinámica del estado de consciencia

Un complejo análisis estadístico de los modelos de actividad cerebral en las personas, estén conscientes o con diversos grados de pérdida de la consciencia, indican que el estado consciente se caracteriza por una rica dinámica entre diferentes modelos de actividad del cerebro.

Un escáner para la toma de imágenes por resonancia magnética funcional [Wikipedia].

Modelos específicos de actividad cerebral podrían ser indicativos del estado de consciencia o de diferentes situaciones en las que está ausente. Es la conclusión a que se llega a partir de los estudios de resonancia magnética funcional (fMRI) efectuados por diversos investigadores de instituciones clínicas y académicas francesas (como el Hospital de la Pitié-Salpêtrière y la Universidad de París-Saclay) y belgas (el Hospital de Lieja), de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, de Birmingham o de centros norteamericanos y argentinos. Lo explican en un artículo que han publicado en Science Advances. La primera autora es Athena Demertzi, que trabaja en Lieja y París. 

La consciencia parece que se pierde y recupera cada día durante el sueño, y además pueden abolirla transitoriamente algunos fármacos o, de modo temporal o permanente, las lesiones cerebrales. Cada uno de estos casos supone cambios diferentes de las funciones cerebrales, del comportamiento y de la neuroquímica, pero hasta ahora no se ha logrado identificar unos marcadores de la actividad que indiquen fiablemente la presencia o ausencia de la consciencia en los casos en que podría haber una «consciencia oculta» (por ejemplo, en el síndrome del locked-in, en el que la presencia de una consciencia íntegra tendría como único testimonio la capacidad de responder solicitudes moviendo los párpados o los ojos, los únicos órganos que el paciente puede aún controlar).

Hace tiempo que gran parte de los neurocientíficos mantienen que no se puede explicar la consciencia basándose en descripciones estáticas de las funciones cerebrales, sino en que se trata de un proceso dinámico donde la activación de diferentes áreas se coordina en función de un ambiente que cambia continuamente.

El grupo de investigadores ha registrado los datos de fMRI de 159 sujetos, algunos de los cuales eran personas sanas anestesiadas y otros, pacientes diagnosticados (conforme a tests de comportamiento estándar) con el síndrome de vigilia sin respuesta (una forma más actual de referirse al «estado vegetativo»), que pueden abrir los ojos pero sin mostrar movimientos voluntarios, o con el «estado de consciencia mínima», en el que muestran también otros comportamientos potencialmente indicativos de conciencia.

Analizando en 42 regiones cerebrales clave las señales que indican el nivel de oxigenación (que refleja el nivel de actividad de las neuronas), los autores han descubierto cuatro diferentes modelos de actividad y coordinación entre las áreas del cerebro: el modelo 1, muy complejo, incluso espacialmente, mostraba una coordinación a larga distancia y una notable eficiencia comunicativa entre las áreas cerebrales, y se manifestaba con la máxima frecuencia en las personas sanas y conscientes. El modelo 4, por el contrario, mostraba una baja coordinación entre las áreas y era mucho más evidente y frecuente en los pacientes con el síndrome de vigilia sin respuesta. Los modelos 2 y 3 tenían características intermedias de complejidad y de coordinación entre las áreas.  

Cuando se está consciente, las regiones cerebrales se intercomunican ampliamente, con conexiones positivas y negativas (el rojo y el azul en la escala de coherencia). En el estado de consciencia, este modelo puede ser abandonado y se adoptan otros, pero el cerebro vuelve enseguida  a esa modalidad. En la inconsciencia, las regiones cerebrales son menos activas y, sobre todo, no se conectan entre sí: la coherencia está en torno a cero, lo que se indica con el color verde. (E. Tagliazucchi y A. Demertzi).   El elemento que caracteriza el estado de consciencia no era, sin embargo, la estabilidad de alguno de estos modelos, y en particular del modelo 1, sino, por el contrario, la probabilidad de que en un plazo dado de tiempo el cerebro pasase del modelo 1 al 2 y al 3, para volver luego al 1, con solo breves y ocasionales incursiones hacia el 4. Esto hace pensar que la consciencia se defiene en primer lugar por la capacidad de organizar dinámicamente las redes de comunicación cerebrales.

Le Scienze

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Le Scienze.

Referencia: «Human consciousness is supported by dynamic complex patterns of brain signal coordination», de A. Demertzi, el al. en Science Advances, Vol. 5, no. 2, eaat7603, 6 de febrero de 2019.

Más información en The Conversation.

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