Según informó el centro universitario, el estudio, publicado en la revista ‘Nature Neuroscience’, ha revelado el mecanismo que utiliza el cerebro para prepararse antes de que ocurra algo impredecible.

La clave de este sistema de alerta temprana se encuentra en el hipocampo, una estructura profunda del cerebro conocida tradicionalmente por almacenar los recuerdos. Los científicos han descubierto que esta región emite unas ráfagas ultrarrápidas de actividad eléctrica, llamadas ‘ripples’ (u ondulaciones de alta frecuencia), que actúan como un filtro estratégico sobre nuestra corteza visual.

Para ello, los investigadores utilizaron registros intracraneales directos con electrodos implantados en el cerebro humano para medir simultáneamente la actividad eléctrica en el hipocampo y en la corteza visual de los participantes.

De hecho, explicó el director del Laboratorio de Neurociencia Clínica del CTB UPM y uno de los coautores del estudio, Bryan Strange, “a los participantes se les mostraron una serie de imágenes con patrones visuales. Algunos flujos de imágenes eran totalmente predecibles, mientras que otros eran caóticos y altamente inciertos”.

DETECTAR CAOS

El análisis de los datos reveló que la respuesta del cerebro se articula en varios pasos. La primera es la detección del caos. “Cuando el entorno se vuelve impredecible, el hipocampo lo nota de inmediato y empieza a disparar ‘ripples’ con mayor frecuencia y duración, mucho antes de que aparezca el siguiente estímulo”, describió Strange.

Estas ondas viajan después hasta la corteza visual y suprimen la actividad de las ondas gamma asociadas con la incertidumbre del entorno. Al «silenciar» este ruido de fondo, el cerebro se optimiza.

Finalmente, el cerebro reacciona de una manera mucho más rápida de lo normal a los estímulos. “Una vez que aparece el estímulo visual sorprendente (no esperado), la preparación previa ejercida por los ‘ripples’ modula las respuestas gamma de «error de predicción» en las áreas visuales de nivel superior (como la corteza fusiforme), permitiendo que el cerebro responda de forma más rápida, fuerte y eficiente”, añadió.

Para los investigadores, más allá de entender mejor nuestra mente, este hallazgo tiene un enorme potencial clínico de cara al futuro. “Podría servir como biomarcador para diagnosticar de forma temprana enfermedades neurológicas o psiquiátricas donde la comunicación entre el hipocampo y la corteza está alterada (como el alzhéimer, la esquizofrenia o la epilepsia), patologías en las cuales los pacientes a menudo tienen dificultades para calibrar el grado de sorpresa o amenaza de su entorno”, destacó el investigador.

El trabajo, financiado por el European Research Council (ERC), ha sido fruto de la colaboración internacional con más de una decena de instituciones implicadas. Así, además de la UPM, han participado también en este estudio la Universidad Complutense de Madrid, el Hospital Ruber Internacional, el Hospital Universitario de Zúrich, la Universidad de Zúrich, el centro especializado Klinik Lengg (Zúrich), el University College de Londres y el Charité – Universitätsmedizin de Berlín.