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El estado mental de una persona puede ser predicho con un alto grado de precisión a través de imágenes por resonancia magnética funcional

18/03/2010 - Autor: Cesar Tome Lépez - Fuente: Experientia docet
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El conectoma humano.
El conectoma humano.

El cerebro percibe la información antes de que la persona sea consciente de ello. Ahora, según un estudio que aparecerá en el número de octubre de Psychological Science, es posible detectar qué actividad está realizando el cerebro de una persona antes incluso de que ésta sea consciente de ello. Estos resultados se basan en un cambio de paradigma a la hora de estudiar las funciones cerebrales.

El equipo de investigadores, Stephen J. Hanson (Universidad de Rutgers, EE.UU.), Russell A. Poldrack (Universidad de California en Los Ángeles, EE.UU.) y Yaroslav Halchenko (ahora en Dartmouth College, EE.UU.), han aportado pruebas de que el estado mental de una persona puede ser predicho con un alto grado de precisión a través de imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI, por sus siglas en inglés). La investigación también sugiere que es necesario un enfoque más de conjunto en el estudio del funcionamiento del cerebro y que la idea, comúnmente aceptada, de que existen áreas cerebrales localizadas responsables de tareas específicas es incorrecta y puede resultar engañosa.

Durante los últimos años, buena parte de las investigaciones basadas en neuroimágenes se han centrado en señalar áreas del cerebro que son responsables en exclusiva de funciones mentales específicas, como el aprendizaje, la memoria, el miedo o el amor. En su análisis de la actividad cerebral global, los investigadores han encontrado que diferentes tareas de procesamiento tienen su particular patrón de conexiones neuronales que abarca todo el cerebro, esto es, no es tanto un área cerebral la implicada exclusivamente en una tarea sino cómo se conectan las distintas áreas para realizar una tarea. Es una relación biunívoca, cada tarea tiene su patrón y cada patrón corresponde a una tarea, como las huellas dactilares a la hora de identificar a una persona. Por tanto el cerebro no tendría una configuración de conexiones estática, sino que las ordenaría y reordenaría en función de la tarea que haya que realizar; el cerebro sería mucho más flexible de lo que se suele pensar. Para comprender las funciones cognitivas humanas hay que mirar, por consiguiente, al conjunto del cerebro, no a áreas específicas.

El estudio implicó a 130 participantes, cada uno de los cuales realizó una tarea mental diferente, desde leer a memorizar una lista de palabras pasando por tomar decisiones complejas sobre riesgos financieros, mientras eran sometidos a una fMRI. Los investigadores fueron capaces de identificar cual de las 8 tareas posibles estaban realizando los participantes, con más del 80% de acierto, analizando los datos de sus fMRI y comparándolos con clasificaciones hechas previamente a partir de los fMRI de otros participantes.

Los investigadores también fueron capaces de identificar qué clase de objetos (caras, casas, animales, etc.) estaba viendo una persona antes de que ella pudiese decirlo, mediante el análisis del patrón de actividad cerebral en el lóbulo occipital, donde se recoge la información para después enviarla al lóbulo frontal, donde se hace consciente.

Es interesante señalar que los patrones de redes neuronales implicados en cada una de las ocho tareas son muy similares aparentemente. La razón es que varias de estas funciones mentales “tiran” de los mismos procesos básicos. Por ejemplo, memorizar una lista de palabras que incluye la palabra “perro” es probable que evoque el recuerdo de un perro concreto (el propio, el de un amigo, etc.), lo mismo que ocurre si se lee una historia sobre un perro. Distinguir patrones tan parecidos fue posible usando máquinas de vectores de soporte, capaces de analizar y clasificar grandes cantidades de datos.

Estos descubrimientos abren la posibilidad de clasificar una multitud de tareas mentales en función de su patrón único de conexiones neuronales. También representa, posiblemente, un primer paso para el desarrollo de un medio de identificar funciones mentales de orden superior, como el razonamiento abstracto o mentir. Asimismo, es innegable el potencial de estos descubrimientos para el diagnóstico temprano y un mejor tratamiento de desórdenes mentales, como el autismo y la esquizofrenia, mediante un método para identificar anormalidades muy sutiles en la actividad y sincronía cerebrales.

Por otra parte, estos hallazgos pueden proporcionar una dirección más precisa a la hora de guiar las investigaciones que se están llevando a cabo para realizar un mapa de los circuitos neuronales del sistema nervioso central, lo que se conoce como Proyecto Conectoma.

En la imagen, el conectoma humano. La imagen de la izquierda muestra la estructura de fibras del cerebro obtenida mediante imágenes por difusión –izquierda-, una reconstrucción de las redes cerebrales –centro-, y la localización del núcleo operativo del cerebro, los centros más densamente conectados –derecha-.
La imagen de la izquierda es de Patric Hagmann de la Universidad de Lausanne; las otras dos se han tomado de Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, Wedeen VJ, Sporns O (2008) Mapping the structural core of human cerebral cortex. PLoS Biology 6, e159.
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