Identifican un mecanismo que le permite al cerebro seleccionar información relevante

Según Mayo Clinic, el cerebro contiene “miles de millones de neuronas organizadas en estructuras que coordinan el pensamiento, las emociones, la conducta, el movimiento y las sensaciones”.

De acuerdo con la misma institución, un sistema complejo de vías de nervios conecta el cerebro con el resto del cuerpo, por lo que la comunicación puede ocurrir en segundos.

En ese sentido, la capacidad cerebral para filtrar y procesar información relevante depende de una sincronización precisa entre las señales nerviosas, según un hallazgo reciente de la Universidad de Bremen, en Alemania.

Este avance, publicado en la revista Nature Communications, aporta una perspectiva sobre los mecanismos que permiten a la mente priorizar estímulos esenciales, un proceso fundamental tanto para la vida cotidiana como para la comprensión de trastornos neurológicos como el Alzheimer y el TDAH.

El equipo de neurocientíficos dirigido por Andreas Kreiter y Eric Drebitz en la Universidad de Bremen ha demostrado por primera vez que el momento exacto en que una señal nerviosa llega a las neuronas determina si esa información será procesada o descartada. Este descubrimiento redefine la comprensión del procesamiento de información en el cerebro y abre nuevas perspectivas para el desarrollo de modelos cerebrales más precisos.

La clave del hallazgo radica en la sincronización temporal de las señales nerviosas. Las neuronas no mantienen una actividad constante, sino que alternan entre fases de alta y baja receptividad en ciclos de 10 a 20 milisegundos.

Drebitz explica: “Que una señal se procese más en el cerebro depende fundamentalmente de si llega en el momento adecuado, durante una breve fase de mayor receptividad de las células nerviosas”. La atención, según los investigadores de la Universidad de Bremen, ajusta esta sincronización para que solo las señales relevantes coincidan con la ventana de máxima sensibilidad neuronal, mientras que el resto queda excluido del procesamiento consciente.

“En un entorno repleto de voces, música y ruido de fondo, el cerebro consigue concentrarse en una sola voz. Los demás ruidos no son objetivamente más silenciosos, pero se perciben con menos intensidad en ese momento”, precisa Drebitz.

Y añade: “Hasta ahora, no estaba claro cómo se controla este mecanismo crucial para la supervivencia: seleccionar información relevante. Cuando cruzas la calle y de repente aparece un coche por un lado, el cerebro centra inmediatamente su procesamiento en esa información visual: el movimiento del vehículo”.

Para analizar este mecanismo, el equipo realizó experimentos con monos rhesus, una especie con una organización cerebral similar a la humana, según los autores.

Los animales debían completar una tarea visual en una pantalla, mientras recibían estímulos eléctricos muy débiles en una zona temprana de la vía visual (área V2). Estas señales, ajenas a la tarea, servían como estímulos de prueba. Los científicos analizaron el efecto de estas señales en una región posterior (área V4) y observaron que solo influían en la actividad neuronal cuando coincidían con la fase de mayor receptividad. Si la señal llegaba fuera de ese intervalo, no producía ningún efecto.

Además, cuando la señal se integraba en el procesamiento, los monos reaccionaban con mayor lentitud y cometían más errores, lo que indica que la información irrelevante había interferido en la tarea.

Drebitz señala que “los resultados sientan las bases para desarrollar modelos cerebrales más precisos. Muestran cómo se selecciona y prioriza la información antes de que conduzca a la percepción, el aprendizaje y el comportamiento”.

Además, los hallazgos pueden guiar el desarrollo de interfaces cerebro-computadora, que requieren introducir información en el cerebro en intervalos precisos y leer patrones neuronales de manera fiable. La inteligencia artificial también podría beneficiarse de estos principios, al inspirar sistemas de procesamiento más flexibles y eficientes.

Drebitz, en declaraciones recogidas por la Universidad de Bremen, subraya la importancia de la sincronización temporal: “Este conocimiento no solo es importante para la investigación básica, sino también para el campo de la medicina, ya que enfermedades como el Alzheimer y el TDAH se asocian con problemas en el procesamiento selectivo y el almacenamiento de información relevante. Y también para nuevas tecnologías como las interfaces cerebro-computadora que se comunican directamente con el cerebro”.

El investigador destaca que la atención no solo filtra la información, sino que lo hace mediante un ajuste preciso de la actividad neuronal, lo que permite al cerebro responder de manera rápida y eficaz a los estímulos más importantes.