Descubren cómo el cerebro presta atención a lo importante

Investigadores del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, en Estados Unidos, informan de haber añadido evidencia de que una región en forma de concha en el centro del cerebro de los mamíferos, conocida como el núcleo reticular del tálamo o TRN, es un probable responsable de la capacidad de realizar múltiples tareas de forma rutinaria y sin problemas.

El proceso, sugieren estos expertos, se lleva a cabo por neuronas individuales de TRN que actúan como una «centralita», filtrando continuamente información sensorial y poniendo más o menos atención en cierto sentido, como la vista, mientras bloquean cierta información de distracción de otros sentidos, por ejemplo el sonido.

En su investigación en ratones, descrita en la edición digital de la revista ‘Nature’, los científicos demostraron que las neuronas TRN, que han estado previamente implicadas en la disminución de las señales del cerebro en las personas, también eran menos activas cuando se llevó a los ratones a centrarse en --y responder a-- un destello visual de luz para obtener una recompensa de leche.

Por el contrario, cuando hicieron que los ratones prestaran atención a un sonido e ignoraran el destello de luz, los investigadores dicen que las neuronas TRN que controlaban la visión estaban más activas, surpimiendo las señales visuales con el fin de prestar más atención al sonido. Trabajos anteriores por el mismo equipo de científicos demostró que diferentes neuronas TRN controlaron sentidos específicos. «Nuestros últimos resultados de investigación apoyan un modelo emergente de cómo el cerebro centra la atención en una tarea en particular, usando las neuronas en el núcleo reticular del tálamo como una centralita para controlar la cantidad de información que el cerebro recibe, limitando y filtrando la información sensorial a la que no quiere prestar atención», dice el investigador principal del estudio y neurólogo Michael Halassa. «Filtrar la información de distracción o irrelevante es una función vital», explica Halassa, profesor asistente de Neurología y Psiquiatría en la Universidad de Nueva York y su Instituto de Neurociencias Druckenmiller. «La gente tiene que ser capaz de centrarse en una cosa y suprimir otras distracciones para realizar funciones cotidianas como conducir, hablar por teléfono y la socialización», añade.

Según Halassa, la nueva investigación sienta las bases para estudios cada vez más detallados sobre el comportamiento complejo involucrado en cómo el cerebro de los mamíferos presta atención a lo que es importante y, sobre todo, cómo los circuitos neuronales se rompen en los casos de enfermedades de déficit de atención, como el trastorno de déficit de atención e hiperactividad (TDAH), el autismo y la esquizofrenia.

Halassa dice que la investigación previa, en la Universidad de Nueva York y en otros lugares, había identificado la región TRN del cerebro y sus neuronas individuales como posibles reguladores de la capacidad del cerebro para realizar múltiples tareas, pero no había podido probar con éxito la hipótesis. De hecho, el premio Nobel Francis Crick lanzó hipótesis ya en 1984 de que TRN podría funcionar como una puerta para el flujo de la información sensorial. Sin embargo, Halassa explica que los científicos se enfrentaron a luchas técnicas en grabar con precisión señales de la pequeña estructura anatómica de TRN en lo profundo del cerebro. Tampoco había un método para aislar el comportamiento asociado a TRN hasta que su equipo de investigación diseñó un novedoso montaje experimental para hacerlo.

Para el nuevo estudio, Halassa y sus colegas desarrollaron un experimento conductual en el que monitorearon la capacidad de los ratones para recoger con éxito una recompensa de leche, prestando atención a una señal luminosa o un sonido. La prueba, dicen, fue ideada para medir cómo la zona del cerebro conocida para controlar las funciones superiores del comportamiento, la corteza prefrontal, podría dirigir el foco en un sentido u otro.

Como parte de la prueba, los autores distrajeron a los ratones con estímulos opuestos: si el ratón estaba esperando un destello de luz para guiarle a la recompensa de la leche, los investigadores le distrajeron con un sonido, y viceversa. La distracción de los roedores disminuyó su capacidad para recoger la recompensa de comida, incluso si el estímulo de distracción se retiró después.

Al mismo tiempo, el equipo de investigación registró señales eléctricas de las neuronas TRN y también siguió el comportamiento de los ratones, mientras que al mismo tiempo inactivó diversas partes de los circuitos neuronales del cerebro con un rayo láser.

Encontraron que la inactivación de la región de la corteza prefrontal del cerebro, que se cree responsable de la toma de decisiones en las conductas complejas, interrumpió la señalización neuronal TNR y llevó a los ratones a tener éxito en la obtención de la recompensa de leche sólo cuando se les presentó específicamente señales de luz o de sonido.

Inactivar TRN, dejando las regiones corticales intactas, también disminuyó el éxito a la hora de conseguir la recompensa de comida. Halassa dice que estos resultados demuestran cómo la corteza prefrontal es esencial para la realización de estas tareas de comportamiento y cómo esta parte del cerebro «almacena el conocimiento en última instancia, comunicado a TRN, para controlar cuánta información sensorial, visual o auditiva se suprime o no, y cómo el cerebro en última instancia procesa varias tareas».