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Investigadores alemanes descubren el origen de las ondas lentas del cerebro

Una investigación de la Universidad de Múnich en colaboración con la de Mainz revela dónde y cómo se originan las ondas lentas del cerebro. Estos pulsos de señales rítmicas, que barren el cerebro durante el sueño profundo, a razón de un ciclo por segundo, resultan de vital importancia en procesos como la consolidación de la memoria.

La optogenética permite a los investigadores insertar canales sensibles a la luz en tipos específicos de neuronas. Créditos foto 1: A. Stroh, A. Konnerth. Universidad de Munich

La optogenética permite a los investigadores insertar canales sensibles a la luz en tipos específicos de neuronas.
Créditos foto 1: A. Stroh, A. Konnerth. Universidad de Munich

 

El estudio demuestra que estas ondas comienzan en la corteza cerebral, la parte responsable de las funciones cognitivas. También se ha encontrado que una onda de este tipo puede ser puesta en movimiento por un pequeño grupo de neuronas.

“El cerebro es una máquina de ritmo –¬dice el profesor Arthur Konnerth, de la Universidad Técnica de Múnich, autor principal del estudio–. Estos son los relojes que ayudan a mantener a muchas partes del cerebro de acuerdo”. Uno de estos “cronometradores” produce las llamadas ondas lentas del sueño profundo, que participan en la conversión de los fragmentos de la experiencia y el aprendizaje en la memoria duradera. Esto se puede observar en etapas tempranas del desarrollo, y se interrumpe en enfermedades como el alzhéimer

Los estudios realizados hasta ahora, basados en mediciones eléctricas, carecían de la resolución espacial para ilustrar el comienzo y la propagación de las ondas lentas con precisión. La innovación principal en el método de análisis ha sido el uso de la luz. Así se han podido estimular las ondas lentas y observarlas con detalle. El resultado de la investigación confirma que las ondas lentas se originan solamente en la corteza cerebral, lo que descarta otras hipótesis. “El segundo hallazgo importante –según Konnerth– es que de los miles de millones de células en el cerebro, una cepa local de cincuenta o cien neuronas en una capa profunda de la corteza, llamada capa 5, provoca que una onda se extienda por todo el cerebro”.

El estudio se ha aplicado a cerebros de ratones vivos con anestesia. Y se ha utilizado una técnica nueva, la optogenética, que permite insertar canales sensibles a la luz en tipos específicos de neuronas. El objetivo era lograr la estimulación selectiva y espacialmente definida de un pequeño número de neuronas corticales. “Implementamos un enfoque de optogenética en combinación con detección óptica de la actividad neuronal para explorar las características causales de estas oscilaciones lentas en el sueño”, explica el profesor Albrecht Stroh, de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz. Al registrar el flujo de iones de calcio, señal química que sirve para la lectura más precisa de la actividad eléctrica, los investigadores hicieron visibles las ondas lentas.

Pero hay preguntas que han quedado sin responder: ¿Dónde está el marcapasos del ritmo de las ondas? ¿Cuándo comienzan y cuándo paran? En cualquier caso, los expertos consideran que los resultados obtenidos son un paso para una mejor comprensión del aprendizaje y la formación de la memoria.

 
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