El papel del STN en la gestión de la atención

La atención es clave para cómo nos enfocamos en las tareas y manejamos nuestros pensamientos. Se trata de cómo dirigimos nuestros recursos mentales hacia lo que es importante en cada momento. Hay dos sistemas principales en nuestro cerebro que nos ayudan con la atención: uno que dirige nuestro enfoque según nuestras metas (atención de arriba hacia abajo) y otro que responde a cosas que pasan a nuestro alrededor (atención de abajo hacia arriba). Entender cómo funcionan estos sistemas es importante para saber cómo procesamos información y tomamos decisiones.

#La Red de Atención Dorsal y la Red de Saliencia

La red de atención dorsal (DAN) nos ayuda a enfocarnos en tareas basadas en lo que queremos lograr. Por ejemplo, si estás tratando de recordar un número de teléfono mientras caminas por una calle ocupada, esta red está en acción, ayudándote a ignorar distracciones. Por otro lado, la red de saliencia (SN) reacciona a estímulos importantes en nuestro entorno y ayuda a determinar qué requiere nuestra atención. Por ejemplo, si ocurre un ruido fuerte de repente, la red de saliencia nos ayuda a procesar ese sonido rápidamente. Ambas redes trabajan juntas para ayudarnos a manejar nuestra atención de manera efectiva.

#Actividad Cerebral y Atención

Los avances recientes en tecnología de imagen cerebral han permitido a los científicos estudiar la actividad del cerebro cuando prestamos atención. Herramientas como electroencefalogramas (EEG) y magnetoencefalografía (MEG) miden ondas cerebrales que revelan cómo cambia la atención con el tiempo. Los estudios muestran que ciertas ondas cerebrales, particularmente las ondas theta y de alta gamma, se asocian con cómo enfocamos nuestra atención. Por ejemplo, un aumento en la actividad de las ondas theta en regiones específicas del cerebro está vinculado a mejores tareas de atención y memoria.

A pesar de estos hallazgos, la mayoría de la investigación se ha centrado en las áreas externas del cerebro (corteza). Aún hay mucho que no sabemos sobre el papel de estructuras cerebrales más profundas, como el núcleo subtalámico (STN), en la atención.

#El Núcleo Subtalámico y la Atención

El núcleo subtalámico es una parte pequeña del cerebro que se encuentra más profunda que la corteza. Tiene muchas conexiones con otras regiones del cerebro y es importante tanto para el movimiento como para funciones cognitivas. Los investigadores están interesados en cómo el STN podría influir en la atención y cómo interactúa con las partes externas del cerebro durante diversas tareas.

#Enfoque del Estudio

Este estudio busca llenar el vacío en la comprensión al observar cómo el STN y tres regiones de la corteza prefrontal comparten información durante tareas que requieren atención. Queremos ver específicamente cómo los cambios en la actividad en estas áreas se relacionan con lapsos de atención, o momentos en los que los participantes cometen errores durante las tareas.

#Diseño del Estudio y Participantes

Dieciocho pacientes que se preparaban para una cirugía para tratar la enfermedad de Parkinson participaron en el estudio. Estos pacientes participaron en una tarea de Memoria de trabajo que requería que recordaran números presentados dentro de una forma específica. La tarea tenía varios bloques, y cada bloque consistía en imágenes y números mostrados en un orden particular. Se requería que los pacientes se concentraran en recordar los números que aparecían dentro de las formas objetivo.

#Medición del Comportamiento

Los investigadores analizaron qué tan bien recordaban los participantes los números calculando su precisión basada en ensayos correctos e incorrectos. El análisis mostró que, en general, los participantes se desempeñaron bien, pero se notaron diferencias entre la primera y la segunda mitad de la tarea, así como entre sesiones. Algunos participantes cometieron más errores en la segunda sesión, posiblemente porque necesitaban tiempo para adaptarse a la tarea.

#Hallazgos sobre la Actividad Cerebral

Usando grabaciones cerebrales de los pacientes, los investigadores examinaron cómo cambiaba la actividad cerebral relacionada con la atención durante la tarea. Encontraron que un aumento en la actividad de las ondas theta en la corteza prefrontal estaba vinculado a un mejor desempeño. En cambio, otras áreas mostraron un patrón de actividad fluctuante que no estaba tan fuertemente relacionado con el desempeño.

#Coherencia de Fase Interensayo

Otro aspecto que los investigadores exploraron fue cuán consistentes eran los patrones de actividad cerebral a través de diferentes ensayos. Midieron algo llamado coherencia de fase interensayo (ITPC), que indica cuán similares son las fases de las ondas cerebrales cuando los participantes intentaban recordar números. Una menor coherencia durante ensayos correctos sugiere que una mejor atención sostenida estaba asociada con una actividad cerebral más variable.

#Acoplamiento de Amplitud de Fase

Los investigadores también examinaron cómo interactúan diferentes ondas cerebrales entre sí. Descubrieron que ocurrían interacciones fuertes entre ondas de baja frecuencia y actividades de alta frecuencia cuando los niveles de atención eran más bajos. Este tipo de interacción fue especialmente notable durante ensayos incorrectos. La fuerza del acoplamiento entre estas actividades indicó que una conectividad mejorada durante lapsos de atención podría ser un factor importante en el procesamiento de información.

#Conectividad entre el STN y la Corteza Prefrontal

Los investigadores examinaron cómo diferentes áreas del cerebro se comunicaban entre sí durante la tarea. Encontraron que la conexión entre el STN y la corteza prefrontal era más fuerte durante ensayos incorrectos. Esta mayor conectividad indicó que el STN podría jugar un papel significativo en apoyar la atención al afectar la comunicación entre estas regiones cerebrales.

#Análisis del Flujo de Información

Para entender cómo se mueve la información entre diferentes áreas del cerebro, se utilizó un método llamado análisis de causalidad de Granger. Esta técnica reveló que el STN a menudo lideraba el flujo de información hacia la corteza prefrontal. Esencialmente, la actividad en el STN parecía impulsar lo que sucedía a continuación en las regiones prefrontales durante las tareas. Esto sugiere que el STN podría ser un factor importante en cómo se gestiona la atención.

#Conclusión

El estudio destaca los roles importantes de varias regiones cerebrales en la atención y el control cognitivo. Sugiere que el STN no solo está involucrado en el movimiento, sino que también juega un papel en cómo dirigimos nuestra atención, particularmente en cómo interactúa con la corteza prefrontal. Al entender las conexiones entre estas áreas, podemos aprender más sobre cómo funciona la atención y cómo podría ser apoyada o interrumpida en condiciones como la enfermedad de Parkinson.

Futuras investigaciones pueden expandir estos hallazgos explorando cómo funciona la atención en varios contextos y si intervenciones, como la estimulación cerebral, pueden ayudar a mejorar la atención en pacientes con discapacidades cognitivas. Esta información podría ser crucial para desarrollar mejores tratamientos y terapias que mejoren el rendimiento cognitivo o alivien problemas relacionados con la atención en diversas poblaciones.