El cerebro nunca se detiene: incluso durante el sueño profundo o bajo anestesia mantiene una actividad eléctrica rítmica conocida como oscilaciones lentas. Un equipo del laboratorio de Procesamiento sensorio-motor en áreas subcorticales del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH), dirigido por el investigador Ramón Reig, ha identificado qué determina la dirección de estas ondas.
El trabajo, publicado en la revista iScience, demuestra que la clave no está en la estructura anatómica, como se pensaba hasta ahora, sino en el grado de excitabilidad de las neuronas.
Según explica Reig, junto al investigador Javier Alegre Cortés, que ha coliderado el estudio, el hallazgo fue posible gracias a un modelo computacional avanzado que combina dos escalas: la actividad local de redes neuronales aisladas y la interacción global entre distintas áreas del cerebro. Este enfoque permitió comprobar cómo, al conectarse varias zonas cerebrales, las diferencias locales tienden a sincronizarse siguiendo el ritmo de la región más excitable.
“Es como lo que sucede en una clase: cada alumno puede tener su estilo, pero si alguien impone una moda, los demás acaban siguiéndola”, ejemplifica Alegre, aludiendo a la existencia de un “líder neuronal” que marca el compás de las ondas lentas.
Excitabilidad como factor clave
El estudio confirmó que la excitabilidad neuronal es el factor determinante en la dirección de las oscilaciones. En experimentos realizados en ratones anestesiados, al aumentar la excitabilidad en el lóbulo occipital mediante un cóctel de fármacos, la dirección de las ondas se invirtió: en lugar de propagarse de la parte frontal hacia la trasera del cerebro, lo hicieron en sentido contrario.
En condiciones normales, estas oscilaciones cumplen un papel esencial durante el sueño profundo y la anestesia, organizando la actividad del cerebro en reposo. No obstante, cuando se alteran, pueden aparecer en estados de vigilia o transformarse en patrones eléctricos característicos de la epilepsia.
“Comprender cómo la excitabilidad modula estas ondas nos da claves para entender qué sucede cuando la actividad neuronal se descontrola”, señalan los autores, quienes realizaron simulaciones para reproducir distintos estados cerebrales y determinar qué factores son relevantes a nivel local y cuáles lo son a nivel global.
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