Se sabe que la conciencia humana requiere estar despierto y ser consciente. Los estudios de imágenes cerebrales de la última década han producido mapas de conectividad de las redes corticales que sustentan la conciencia, pero faltan mapas de las redes subcorticales que sustentan la vigilia, debido al pequeño tamaño y la complejidad anatómica de estructuras subcorticales como el tronco encefálico. En un estudio de imágenes por resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) en el que se integraron datos de conectividad estructural y funcional de muy alta resolución, los investigadores cartografiaron una red cerebral subcortical que se cree que integra la vigilia y la consciencia en la conciencia humana.

Red cerebral con la conciencia

Un innovador estudio realizado por investigadores del Hospital General de Massachusetts y el Hospital Infantil de Boston ha identificado una red cerebral esencial para la conciencia humana.

Con la ayuda de los avances en la tecnología de MRI de altísima resolución, los investigadores descubrieron vías desconocidas hasta entonces que conectan varias regiones cerebrales, formando lo que denominaron “default ascending arousal network” (DAAN).

En los resultados publicados en Science Translational Medicine, los investigadores proponen que esta red cerebral desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la vigilia y la integración de la excitación con la conciencia en el cerebro humano en reposo.

El descubrimiento podría suponer un importante avance en la comprensión de diversos trastornos neurológicos y arrojar luz sobre uno de los aspectos más enigmáticos de la experiencia humana: la conciencia.

El Dr. Brian Edlow, autor principal del estudio y codirector de Neurociencia del Massachusetts General, dijo en un comunicado:

“Nuestro objetivo era cartografiar una red cerebral humana fundamental para la conciencia y proporcionar a los médicos mejores herramientas para detectar, predecir y promover la recuperación de la conciencia en pacientes con lesiones cerebrales graves”.

La conciencia ha sido durante mucho tiempo un tema de fascinación y misterio tanto en la comunidad científica como en la filosófica. A pesar de los avances de la neurociencia y la ciencia cognitiva, aún no se ha descubierto cómo surge la conciencia a partir de la actividad cerebral. Las teorías tradicionales a menudo se han quedado cortas, ofreciendo atisbos pero no la imagen completa de este profundo aspecto de la existencia humana.

La comprensión de las alteraciones de la conciencia, como las que se observan en estados vegetativos o estados alterados de conciencia, ha planteado nuevos retos a la hora de explicar plenamente las complejidades de la conciencia humana.

En general, la ciencia moderna entiende que la conciencia se compone de dos elementos clave: la excitación, el estado de vigilia, y el conocimiento, el contenido de la experiencia consciente. Es importante destacar que estos componentes pueden existir de forma independiente, como se observa en individuos despiertos que carecen de conciencia, como los que se encuentran en estado vegetativo.

Descubierta una red cerebral importante para entender la naturaleza de la conciencia. Crédito de imagen: depositphotos.com

Datos del estudio realizado

En su reciente estudio, los investigadores utilizaron datos de muestras cerebrales postmortem y resonancias magnéticas de alta resolución 7-Tesla de 84 individuos sanos para comprender mejor las vías neuronales implicadas en el despertar consciente y la conciencia.

Durante el análisis, se identificaron 18 nodos interconectados. Estos nodos se comunican a través de vías específicas, facilitando el flujo de información entre el tronco encefálico y las regiones cerebrales superiores. Los investigadores afirman que estas vías forman una “red de excitación ascendente por defecto” (DANN) que mantiene la vigilia en el cerebro humano consciente en reposo.

El concepto de red “por defecto” surge de la observación de que determinadas redes cerebrales presentan una actividad máxima cuando el cerebro se encuentra en estado de reposo y no está ocupado en ninguna tarea concreta. Esta red contrasta con otras que se vuelven más activas durante actividades orientadas a objetivos concretos, lo que indica una interacción dinámica entre distintas regiones cerebrales en función de si la mente está en reposo o centrada en objetivos particulares.

Los investigadores también observaron que el área tegmental ventral (ATV), una región productora de dopamina situada en el tronco encefálico, actuaba como eje central dentro de la DAAN. Presenta una amplia conectividad con la red cortical por defecto (DMN), una red cerebral implicada en la autoconciencia y las funciones cognitivas superiores.

Este hallazgo sugiere que las vías dopaminérgicas del VTA son cruciales para modular la vigilia e integrarla con la conciencia, proporcionando una base neuroanatómica para el estado consciente.

El Dr. Edlow dijo:

“Nuestros resultados de conectividad sugieren que la estimulación de las vías dopaminérgicas del área tegmental ventral puede ayudar a los pacientes a recuperarse del coma, ya que este nodo central está conectado a muchas regiones del cerebro que son fundamentales para la conciencia.

Los resultados suponen un avance significativo en nuestra comprensión de la red cerebral y las bases neuronales de la conciencia”.

Red cerebral con la conciencia es descubierta. Crédito de imagen: depositphotos.com

Hallazgo ayudarán a comprender la naturaleza de la conciencia

En un comunicado de prensa del Mass General, la autora principal y profesora emérita del Hospital Infantil de Boston y de la Facultad de Medicina de Harvard, la Dra. Hannah Kinney, destacó las implicaciones más amplias de estos hallazgos y su potencial para comprender la naturaleza de la conciencia humana.

La Dra. Kinney dijo:

“Las conexiones cerebrales humanas que hemos identificado pueden servir de hoja de ruta para comprender mejor una amplia gama de trastornos neurológicos asociados a la alteración de la conciencia, desde el coma a las convulsiones, pasando por el síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL)”.

A pesar del potencial innovador del estudio, los investigadores advierten de que es necesario seguir investigando para confirmar y ampliar estos hallazgos. Esto incluye confirmar los resultados con una muestra de mayor tamaño y una mayor resolución de las imágenes para cartografiar con precisión los axones individuales de las células nerviosas.

Los investigadores están realizando ensayos clínicos para estimular la red de excitación ascendente por defecto en pacientes en coma tras una lesión cerebral traumática, con la esperanza de restaurar la conciencia.

A medida que avance esta línea de investigación, promete hacer progresar significativamente nuestra comprensión de la conciencia y mejorar los resultados clínicos de los pacientes con lesiones cerebrales graves.

En última instancia, el camino hacia la comprensión de la conciencia humana dista mucho de haber concluido. Sin embargo, este reciente descubrimiento del DAAN podría marcar un hito importante en el desentrañamiento de los secretos de la mente, acercándonos un paso más a la comprensión del aspecto más profundo de nuestra existencia.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Science Translational Medicine.

[FT: massgeneral]

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Crédito imagen de portada: depositphotos.com