Descubrimiento IMP para el Desarrollo Humano

Cómo el cerebro nos ayuda a centrar nuestra atención

Se cree que una pequeña estructura cerebral, el Locus coeruleus, regula la sensibilidad de nuestro cerebro a la información relevante.

11. Enero 2022

¿Cómo podemos pasar de un estado de falta de atención a uno de mayor atención? El locus coeruleus, literalmente la "mancha azul", es un pequeño grupo de células en la base del cerebro. Como principal fuente del neurotransmisor noradrenalina, nos ayuda a controlar nuestro enfoque atencional. Sintetizando la evidencia de estudios en animales y humanos, científicos del Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y la Universidad del Sur de California han desarrollado un nuevo marco que describe la forma en que el punto azul regula la sensibilidad de nuestro cerebro a la información relevante en situaciones que requieren atención. Sus hallazgos fueron publicados en un artículo de opinión en la revista Trends in Cognitive Sciences.

Nuestra atención fluctúa. A veces, nos distraemos mientras que en otras ocasiones podemos centrarnos fácilmente en lo que es importante. Imaginemonos caminando a casa después de un día de trabajo; tal vez esté preparando la lista de alimentos para comprar para la cena en su mente, está en un estado de falta de atención. Sin embargo, cuando un automóvil que no notó toca la bocina repentinamente, puede redirigir fácilmente su atención y responder a esta nueva situación. Pero, ¿cómo cambia el cerebro de un estado de falta de atención a uno de atención enfocada?

Durante los estados de falta de atención, nuestros cerebros se rigen por fluctuaciones lentas y rítmicas de la actividad neuronal. En particular, se cree que los ritmos neuronales a una frecuencia de alrededor de 10 Hertz, denominados oscilaciones alfa, suprimen el procesamiento activo de las entradas sensoriales durante la falta de atención. Por lo tanto, las oscilaciones alfa pueden entenderse como un filtro que regula la sensibilidad de nuestro cerebro a la información externa.

"Si bien el vínculo entre el aumento y la disminución de las oscilaciones alfa y la atención se ha establecido durante algún tiempo, se sabe menos sobre lo que hace que estos patrones de disparo rítmicos vayan y vengan", dice Markus Werkle-Bergner, científico principal del Centro de Psicología de la Vida útil en el Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y coautor del artículo.

Para explorar esta pregunta, los investigadores se centraron en la mancha azul (locus coeruleus), una pequeña estructura celular que se encuentra en el tronco encefálico, oculta en lo profundo de la corteza. Este grupo de células tiene solo unos 15 milímetros de tamaño, pero está conectado a la mayor parte del cerebro a través de una extensa red de fibras nerviosas de largo alcance. La mancha azul está formada por neuronas que son la principal fuente del neurotransmisor noradrenalina. Al regular la comunicación neuronal, la noradrenalina contribuye al control del estrés, la memoria y la atención.

"Debido a su pequeño tamaño y su ubicación en lo profundo del tronco encefálico, anteriormente era casi imposible investigar el núcleo noradrenérgico de forma no invasiva en humanos vivos. Afortunadamente, en los últimos años, la investigación en animales ha revelado que las fluctuaciones en el tamaño de la pupila están relacionadas con la actividad de la mancha azul. Por lo tanto, nuestros ojos pueden considerarse como una ventana a una región del cerebro que durante mucho tiempo parecía inaccesible", dice Mara Mather, profesora de Gerontología en la Universidad del Sur de California y coautora del artículo de opinión.

Para estudiar si la noradrenalina de la mancha azul podría ser un factor que regule las oscilaciones alfa, los investigadores combinaron registros del tamaño de la pupila y las oscilaciones neuronales mientras los participantes resolvían una tarea de atención exigente. Como era de esperar, durante los momentos de mayor tamaño de la pupila, indicativos de una mayor actividad noradrenérgica, las oscilaciones alfa desaparecieron. Además, los participantes que mostraron respuestas más fuertes de la pupila y alfa fueron mejores para resolver la tarea de atención. Estos hallazgos, que se publicaron en 2020 en un artículo en el Journal of Neuroscience, sugieren que al modular las oscilaciones alfa, el punto azul puede ayudarnos a centrar nuestra atención.

Lo que quedó sin respuesta en este estudio es cómo la noradrenalina influye en las oscilaciones alfa. Para abordar esta pregunta, los autores también recurrieron a investigaciones previas en animales que registraron la actividad neuronal directamente de las neuronas en el tálamo, una región en el centro del cerebro que funciona como un marcapasos del ritmo alfa. Es importante destacar que el disparo rítmico de estas neuronas en reposo da lugar a las oscilaciones alfa corticales observadas durante los estados de falta de atención. Sin embargo, agregar noradrenalina a estas neuronas abole su rítmica.

"Al reunir los hallazgos a través de los estudios, pudimos describir cómo la noradrenalina y el tálamo podrían interactuar para controlar la actividad rítmica alfa. Sugerimos que la noradrenalina del punto azul regula la sensibilidad de nuestro cerebro para procesar información relevante al suprimir los generadores alfa en el tálamo", dice Martin Dahl, investigador postdoctoral en el Centro de Psicología de la Esperanza de Vida, el Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y la Universidad del Sur de California y primer autor del artículo de opinión.

Por lo tanto, durante situaciones que requieren un cambio repentino en la atención, una oleada de noradrenalina nos ayuda a reenfocarnos y esquivar rápidamente el automóvil que se aproxima.

Otros estudios a largo plazo que evalúan tanto el locus coeruleus como el tálamo en los mismos participantes pueden arrojar nueva luz sobre los mecanismos neuronales de atención y su disminución en el envejecimiento y la enfermedad.

 
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