Traducido por el equipo de SOTT en español

Sólo en Estados Unidos se administra anestesia general a millones de personas cada año, pero no siempre es fácil saber si están realmente inconscientes.
Consciousness
© The Conversation
Una pequeña proporción de esos pacientes recupera algo de consciencia durante los procedimientos médicos, pero un nuevo estudio de la actividad cerebral que representa la consciencia podría evitar ese posible trauma. También podría ayudar tanto a las personas en coma como a los científicos que luchan por definir qué partes del cerebro pueden considerarse clave para la mente consciente.

"Lo que se ha mostrado durante 100 años en un estado inconsciente como el sueño son estas ondas lentas de actividad eléctrica en el cerebro", dice Yuri Saalmann, profesor de psicología y neurociencia de la Universidad de Wisconsin-Madison. "Pero puede que esas no sean las señales adecuadas para aprovecharlas. En una serie de condiciones -con diferentes fármacos anestésicos, en personas que sufren un coma o con daños cerebrales u otras situaciones clínicas- puede haber también actividad de alta frecuencia."

Los investigadores de la Universidad Wisconsin-Madison registraron la actividad eléctrica de unas 1.000 neuronas que rodean cada uno de los 100 lugares repartidos por el cerebro de dos monos del Centro Nacional de Investigación de Primates de Wisconsin durante varios estados de consciencia: bajo anestesia inducida por fármacos, sueño ligero, vigilia en reposo y despertado de la anestesia a un estado de vigilia mediante la estimulación eléctrica de un punto profundo del cerebro (un procedimiento que los investigadores describieron en 2020).

"Con datos de múltiples regiones cerebrales y diferentes estados de consciencia, podríamos reunir todas estas señales tradicionalmente asociadas a la consciencia -incluyendo la rapidez o lentitud de los ritmos del cerebro en diferentes áreas cerebrales- con métricas más computacionales que describen la complejidad de las señales y cómo interactúan las señales en diferentes áreas", dice Michelle Redinbaugh, estudiante de posgrado en el laboratorio de Saalman y coautora del estudio, publicado hoy en la revista Cell Systems.

Yuri Saalmann
© University of Wisconsin-Madison
Yuri Saalmann.
Para seleccionar las características que mejor indican si los monos se encontraban conscientes o inconscientes, los investigadores utilizaron el aprendizaje automático. Entregaron su gran conjunto de datos a un ordenador, le dijeron qué estado de consciencia había producido cada patrón de actividad cerebral y le preguntaron qué zonas del cerebro y patrones de actividad eléctrica se correspondían más con la consciencia.

Los resultados apuntaban a una zona alejada de la corteza frontal, la parte del cerebro que se suele controlar para mantener la anestesia general en pacientes humanos y la parte que más probablemente muestra las ondas lentas de actividad que durante mucho tiempo se han considerado típicas de la inconsciencia.

"En la actualidad, en la clínica se colocan electrodos en la frente del paciente", dice Mohsen Afrasiabi, el otro autor principal del estudio y científico asistente en el laboratorio de Saalmann. "Proponemos que la parte posterior de la cabeza es un lugar más importante para esos electrodos, porque hemos aprendido que la parte posterior del cerebro y las áreas cerebrales profundas son más predictivas del estado de consciencia que la parte frontal".

Y aunque tanto la actividad de baja como la de alta frecuencia pueden estar presentes en estados de inconsciencia, es la complejidad la que mejor indica una mente despierta.

"En un estado anestesiado o inconsciente, esas sondas en 100 sitios diferentes registran un número relativamente pequeño de patrones de actividad", dice Saalmann, cuyo trabajo cuenta con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud.

Una gama mayor -o más compleja- de patrones se asoció con el estado despierto del mono.

"Se necesita más complejidad para transmitir más información, y por eso se relaciona con la consciencia", dice Redinbaugh. "Si tienes menos complejidad en estas áreas cerebrales importantes, no pueden transmitir mucha información. Estás ante un cerebro inconsciente".

Uno de los posibles resultados de los nuevos hallazgos es una medición más precisa de los pacientes sometidos a anestesia, y los investigadores forman parte de una colaboración apoyada por la National Science Foundation que trabaja en la aplicación del conocimiento de las áreas cerebrales clave.

"Más allá de la simple detección del estado de consciencia, estas ideas podrían mejorar los resultados terapéuticos de las personas con trastornos de consciencia", afirma Saalmann. "Podríamos utilizar lo que hemos aprendido para optimizar los patrones eléctricos mediante una estimulación cerebral precisa y ayudar a las personas que están, por ejemplo, en coma, a mantener un nivel de consciencia continuo".

ESTA INVESTIGACIÓN HA CONTADO CON EL APOYO DE SUBVENCIONES DE LOS INSTITUTOS NACIONALES DE SALUD (R01MH110311 Y P51OD011106), LA FUNDACIÓN CIENTÍFICA BINACIONAL Y EL CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DE PRIMATES DE WISCONSIN.