Qué sucede en el cerebro durante la inconsciencia

Una nueva investigación explora la falla en la comunicación entre las regiones cerebrales.

Bajo anestesia, la comunicación entre las áreas del cerebro se vuelve más localizada.

Fuente: iStock / torwai

La primera demostración pública de cirugía bajo anestesia ocurrió en 1846. En 1847, la gente ya estaba teorizando sobre lo que podría estar pasando en el cerebro mientras una persona estaba inconsciente. Más de 170 años después, todavía nos lo preguntamos. Los misterios se mantienen sobre todas las formas de inconsciencia: sueño, sedación, anestesia profunda y comas. Pero tres artículos recientes de un equipo de investigadores de Michigan Medicine han agregado un poco a lo que sabemos sobre cómo responde nuestro cerebro cuando caemos en la inconsciencia.

• Mirando por la ventana, ¿qué deberías ver?
• ¿Alguna vez realmente “eliges” un compañero romántico?
• Una historia de crecimiento postraumático
• Arming Teachers: ¿Buena o mala idea?
• No ** Ese ** tipo de psicólogo

“No es como si se apagara una luz, sino más bien como un proceso de desconexión”, dice el anestesiólogo George Mashour, autor de los tres artículos. “La naturaleza de cómo se procesa la información realmente es la clave”. En otras palabras, el cerebro no se para bajo anestesia (aunque se puede lograr que haga exactamente eso con dosis muy altas de medicamentos). En cambio, la forma en que las neuronas se comunican y se envían señales entre sí se vuelve cada vez más localizada, creando islas aisladas de actividad. En ese estado, hay mucha menos conectividad en todo el cerebro. Las conversaciones son todas locales, no de larga distancia, de acuerdo con Mashour y su equipo, que incluye al neurofisiólogo Anthony Hudetz y al físico UnCheol Lee.

Como director del Centro para la Ciencia de la Conciencia en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, Mashour es parte de una rica tradición de anestesiólogos que investigan la conciencia, un interés nada sorprendente, ya que estos doctores se pasan la vida sometiendo a la gente y retirándola. Cuando habla de consciencia, Mashour no quiere decir libre albedrío o autoconciencia: “Estamos hablando principalmente de experiencia, y el pensamiento general de que la integración o síntesis de información es crítica para la experiencia consciente”.

En 2004, como residente en Harvard, publicó una teoría que sembró las semillas para el trabajo que está haciendo hoy: “Me preguntaba a mí mismo, ¿por qué funcionan los anestésicos?” En ese momento, el papel de la integración de la información, también conocido como enlace cognitivo, era una gran pregunta en neurociencia. La gente quería saber cómo las diferentes áreas del cerebro procesan la información a medida que llega desde diferentes áreas sensoriales, como la visión y la audición. “¿Cómo puede el cerebro reunir toda esta información de manera que tengamos esta experiencia uniforme y unificada?”, Pregunta Mashour. “Lo que postulé fue que tal vez los anestésicos funcionan no solo cerrando todo, sino más bien inhibiendo estos procesos de integración. Tal vez la anestesia es una especie de desvinculación cognitiva “.

• La ciencia dice: Ser diferente no significa que eres raro
• Los turbios mapas de significado de Jordan Peterson
• Estar fuera de forma en la mediana edad puede aumentar el riesgo de demencia
• Es hora de comer algo de cuervo …
• ¿Por qué es difícil regalar cosas que poseemos?

Mashour no era el único que pensaba de esta manera. En particular, el neurocientífico Giulio Tononi de la Universidad de Wisconsin, un experto en sueño y conciencia, publicó una teoría importante el mismo año relacionada con la integración de la información en el cerebro. Mashour, quien comenzó su vida académica estudiando filosofía, ha seguido trabajando en la cuestión desde entonces.

Cada uno de los trabajos recientes de su grupo, publicado en Trends in Neurosciences, The Journal of Neuroscience and Frontiers in Human Neuroscience, aborda una parte ligeramente diferente del “colapso de la comunicación” en el cerebro inconsciente. En conjunto, el trabajo analizó diferentes áreas neuronales durante la sedación, la anestesia quirúrgica y un estado vegetativo, y mostró no solo que la comunicación se vuelve más localizada, sino también que el procesamiento de la información se ralentiza también. Usando el EEG para interceptar la actividad eléctrica del cerebro, el equipo hizo que la compleja tarea de medir la integración de la información en el cerebro fuera más manejable. Pudieron identificar los diferentes estados de conciencia que estaban estudiando según sus mediciones.

Básicamente, pudieron medir lo que llaman “el estado de modularidad” en una red cerebral. “La modularidad es una medida de cuán conectado está el cerebro”, dice Mashour. “Cuantas más islas tenga, mayor será la modularidad y menor será la medida de integración”.

¿Qué hay del sueño? Los investigadores de la conciencia piensan en el sueño y la anestesia como estados distintos que comparten ciertos rasgos, dice Mashour:

[Este trabajo] sugiere que una de las características clave del estado anestesiado o inconsciente es que tiene un colapso o una fragmentación de la red. Esto también se ha demostrado para dormir. Se ha demostrado para ciertos trastornos de la conciencia. Creo que está surgiendo como un tema constante.

Aunque todos estos estados de inconsciencia muestran fallas de comunicación similares en el cerebro, una diferencia importante e intrigante es cómo salimos de ellos. “¿Por qué puede revertir el sueño en un par de segundos sacudiendo a alguien, puede revertir la anestesia en cuestión de minutos después de descontinuar el medicamento, pero podría tomar años, en todo caso, para recuperarse de un estado patológico?” pregunta Mashour. Él y otros en el campo esperan que algún día, si los investigadores pueden comprender mejor qué es lo que subyace a estas diferencias, ese conocimiento se pueda utilizar para ayudar a las personas a salir de estados comas o vegetativos. “Podemos pensar en la ingeniería o la reingeniería de un surgimiento de este estado de la forma en que lo hace el cerebro cuando sale de la anestesia”, dice Mashour.

Más allá de estas implicaciones clínicas, Mashour espera que su trabajo continúe aumentando lo que sabemos sobre la experiencia humana. “Estamos tratando de entender cómo podemos controlar mejor la anestesia”, dice Mashour, “pero el otro lado de la moneda es que estamos usando estos anestésicos como herramientas para tratar de ver de qué se trata la conciencia en el cerebro”.

Copyright: Lydia Denworth 2018.

Referencias

Huang, Zirui, y col. “Tiempos de tiempo de la dinámica intrínseca de señales BOLD y conectividad funcional en estados farmacológicos y neuropatológicos de inconsciencia”. Journal of Neuroscience (2018): 2545-17.

Mashour, George A. y Anthony G. Hudetz. “Correlatos neurales de la inconsciencia en las redes cerebrales a gran escala”. Tendencias en neurociencias (2018).

Kim, Hyoungkyu, y col. “Estimar la medida de información integrada Phi de la electroencefalografía de alta densidad durante varios estados de conciencia en humanos”. Frontiers in Human Neuroscience 12 (2018): 42.