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Neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han identificado el circuito cerebral que permite suprimir las señales de distracción para poder concentrarse en la tarea requerida.
Este circuito, controlado por la corteza prefrontal, filtra el ruido de fondo no deseado u otros estímulos sensoriales que distraen. Cuando este circuito está activado, la corteza prefrontal suprime selectivamente la entrada sensorial a medida que fluye hacia el tálamo, el punto donde la mayor parte de la información sensorial ingresa al cerebro.
‘Esta es una operación fundamental que limpia todas las señales que entran, de una manera dirigida hacia el objetivo‘, explica Michael Halassa, profesor asistente de Cerebro y Ciencias Cognitivas, miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT.
Los investigadores, que publica su hallazgo en la revista Neuron, ahora están explorando si las deficiencias de este circuito pueden estar involucradas en la hipersensibilidad al ruido y otros estímulos que se ven a menudo en las personas con autismo.
El cerebro está constantemente bombardeado con información sensorial, y podemos desconectar gran parte de ella automáticamente sin siquiera darnos cuenta. Otras distracciones que son más intrusivas, como la conversación telefónica de su compañero de asiento, requieren un esfuerzo consciente para suprimirlas.
En un artículo de 2015, Halassa y sus colegas exploraron cómo se puede cambiar conscientemente la atención entre diferentes tipos de información sensorial, entrenando a los ratones para que cambien su enfoque entre una señal visual y una auditiva. Descubrieron que durante esta tarea, los ratones suprimen la información sensorial del resto, lo que les permite centrarse en la señal que les dará una recompensa.
Este proceso pareció originarse en la corteza prefrontal (PFC), que es crítica para el comportamiento cognitivo complejo, como la planificación y la toma de decisiones. Los investigadores también encontraron que una parte del tálamo que procesa la visión se inhibía cuando los animales se enfocaban en señales de sonido. Sin embargo, no hay conexiones físicas directas desde la corteza prefrontal al tálamo sensorial, por lo que no estaba claro exactamente cómo la PFC estaba ejerciendo este control, explica Halassa.
En el nuevo estudio, los investigadores volvieron a entrenar a los ratones para cambiar su atención entre los estímulos visuales y auditivos, y luego mapearon las conexiones cerebrales involucradas. Primero examinaron los resultados de la PFC que eran esenciales para esta tarea. Esto les permitió descubrir que la conexión de la corteza prefrontal a una región del cerebro conocida como nucleo estriado es necesaria para suprimir la entrada visual cuando los animales prestan atención a la señal auditiva.
El mapeo posterior reveló que el cuerpo estriado luego envía información a una región llamada el globo pálido, que forma parte de los ganglios basales, encargados de suprimir la actividad en la parte del tálamo que procesa la información visual.
Usando una configuración experimental similar, los investigadores también identificaron un circuito paralelo que suprime la entrada auditiva cuando los animales prestan atención a la señal visual. En ese caso, el circuito viaja a través de partes del estriado y el tálamo que están asociadas con el procesamiento del sonido, en lugar de la visión.
Los hallazgos ofrecen algunas de las primeras pruebas de que los ganglios basales, que se sabe que son críticos para la planificación del movimiento, también desempeñan un papel en el control de la atención, señala Halassa.
‘Lo que nos dimos cuenta aquí es que la conexión entre la corteza prefrontal y el procesamiento sensorial a este nivel está mediada a través de los ganglios basales, y en ese sentido, los ganglios basales influyen en el control del procesamiento sensorial‘, dice. ‘Ahora tenemos una idea muy clara de cómo los ganglios basales pueden participar en procesos puramente de atención que no tienen nada que ver con la preparación motora’.
Los investigadores también encontraron que los mismos circuitos se emplean no solo para cambiar entre diferentes tipos de entradas sensoriales, como los estímulos visuales y auditivos, sino también para suprimir las entradas que distraen la atención en el mismo sentido, por ejemplo, bloquear el ruido de fondo mientras se enfoca en la voz de una persona.
El equipo también demostró que cuando los animales son alertados de que la tarea será ruidosa, su desempeño realmente mejora, ya que utilizan este circuito para enfocar su atención.
El laboratorio de Halassa ahora está realizando experimentos similares en ratones diseñados genéticamente para desarrollar síntomas similares a los de las personas con autismo. Una característica común del trastorno del espectro autista es la hipersensibilidad al ruido, que podría ser causada por deficiencias de este circuito cerebral, apunta Halassa. Ahora está estudiando si aumentar la actividad de este circuito podría reducir la sensibilidad al ruido.
junio 20/ 2019 (Europa Press) -Tomado del Boletín temático en Medicina. Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.
Artículo de referencia:
Nakajima M. , Schmitt Ll., Halassa M. Prefrontal Cortex Regulates Sensory Filtering through a Basal Ganglia-to-Thalamus Pathway. Neuron Published:June 12, 2019
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