Hallan un patrón cerebral que distingue con precisión la conciencia del sueño profundo

Un equipo de la Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) identificó un ritmo rápido en el tálamo, una región central del cerebro humano, que aparece exclusivamente durante la vigilia y el sueño REM, la fase asociada con movimientos oculares rápidos y sueños intensos. Según informó el portal especializado Medical Xpress, el hallazgo podría convertirse en una firma biológica capaz de identificar estados específicos de conciencia e impulsar el desarrollo de terapias neurológicas.

La oscilación (la variación rítmica en la actividad eléctrica de las neuronas) detectada se ubica entre 19 y 45 hercios. Este patrón está ausente durante el sueño no REM, fase caracterizada por la ausencia de movimientos oculares y una conciencia reducida, mientras la actividad cerebral queda dominada por oscilaciones más lentas.

El trabajo, publicado en la revista científica Nature Human Behaviour, fue dirigido por el profesor Tobias Staudigl, del área de Psicología de LMU, en colaboración con la doctora Elisabeth Kaufmann, del área de Neurología de LMU. Los investigadores describieron esa actividad rápida como un patrón hasta ahora desconocido en el tálamo humano.

El patrón apareció solo en vigilia y sueño REM

El tálamo es una estructura profunda ubicada en el centro del cerebro que reúne y retransmite señales de distintas áreas cerebrales, señaló el portal especializado. Esa función lo convierte en una especie de puerta de entrada para la percepción y la atención, y por eso se lo considera una pieza central para sostener estados conscientes.

El tálamo central, la subdivisión específica estudiada en esta investigación, es la región de esa estructura asociada más directamente a la regulación de los estados de vigilia y conciencia.

La investigación se realizó en pacientes que recibían terapia de estimulación cerebral profunda —una técnica que modula la actividad neuronal mediante impulsos eléctricos dirigidos— para tratar la epilepsia. Este tratamiento requiere implantar electrodos en el tálamo para reducir la cantidad de crisis epilépticas.

Esa intervención ofreció una oportunidad infrecuente para registrar de manera directa la actividad neuronal en una estructura cerebral profunda en humanos. De acuerdo con el portal, obtener ese tipo de mediciones en el tálamo resulta especialmente difícil con métodos habituales como el electroencefalograma (EEG) de superficie —el dispositivo que capta la actividad eléctrica del cerebro desde electrodos colocados en el cuero cabelludo, sin acceder a estructuras profundas.

Los resultados se basaron en registros directos de potenciales de campo —mediciones de la actividad eléctrica colectiva de grupos de neuronas— en el tálamo central, combinados con mediciones de EEG de superficie, análisis de movimientos oculares y clasificación de los patrones de sueño de cada paciente. Ese diseño permitió seguir con precisión cómo cambiaban las oscilaciones talámicas cuando los sujetos estaban despiertos o atravesaban distintas fases del sueño.

El hallazgo podría tener aplicaciones clínicas

“Nuestros resultados muestran que el tálamo central cumple una función clave en la regulación de los estados cerebrales. En el contexto de la investigación existente, nuestros resultados muestran que esta pequeña estructura cerebral profunda podría influir activamente en nuestros estados de conciencia”, explicó el doctor Aditya Chowdhury, autor principal del estudio.

Y añadió: “Estos patrones rítmicos característicos pueden atribuirse de forma fiable a estados específicos y, por lo tanto, tienen el potencial de servir como una firma biológica medible de los estados de conciencia”.

Entre las aplicaciones más concretas que abre el hallazgo figura el tratamiento de trastornos de la conciencia —condiciones en las que el paciente presenta una alteración grave o total de los estados de alerta y percepción, como el coma o el estado vegetativo—. Identificar una firma oscilatoria específica del tálamo central podría permitir, a futuro, refinar las intervenciones dirigidas a ese tipo de pacientes, de acuerdo con la publicación original.

Conforme al portal, esa señal podría utilizarse para optimizar tratamientos ya existentes y, a largo plazo, impulsar nuevos enfoques terapéuticos para otras enfermedades neurológicas.