Así es como tu cerebro predice eventos futuros

Los cerebros aprenden a anticipar sucesos futuros a partir de patrones. Este proceso se denomina "sincronización anticipatoria" y nos permite interactuar con éxito con el mundo que nos rodea. ¿Como funciona?

Un nuevo estudio explora cómo el cerebro puede anticipar eventos y qué sucede con este mecanismo en algunas condiciones neurodegenerativas.

La sincronización anticipada es, en parte, lo que nos permite tomar las decisiones más adecuadas en un mundo muy dinámico.

Pero, ¿en qué se basa este proceso?

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California, Berkeley, explica que, al anticipar un suceso, el cerebro humano cuenta con dos sistemas distintos.

"Ya sea en deportes, música, habla o incluso en la asignación de atención, nuestro estudio sugiere que el tiempo no es un proceso unificado, sino que hay dos formas distintas en las que hacemos predicciones temporales y estas dependen de diferentes partes del cerebro", dice el líder. el autor del estudio Assaf Breska, investigador postdoctoral en neurociencia.

"Juntos", afirma el autor principal del estudio, el profesor Richard Ivry, "estos sistemas cerebrales nos permiten no solo existir en el momento, sino también anticiparnos activamente al futuro".

Los investigadores encontraron que un sistema nos permite anticipar sucesos futuros basados ​​en nuestras experiencias pasadas, mientras que otro sistema se basa en la identificación de patrones rítmicos.

Sin embargo, ¿cómo funcionan estos dos sistemas? ¿Se “activan” en diferentes momentos, según el contexto al que debemos responder?

Responder a esta pregunta, creen los autores del estudio, también podría ayudarnos a comprender mejor cómo funciona el cerebro en diferentes condiciones neurodegenerativas.

A su vez, esto permitiría a los especialistas idear mejores estrategias para atender a las personas que viven con dicha afección.

Las regiones del cerebro encargadas de "sincronizar"

En el estudio reciente, cuyos hallazgos ahora aparecen en la revista. PNAS - los científicos trabajaron con personas con enfermedad de Parkinson o degeneración cerebelosa.

Ambas condiciones se caracterizan por problemas de coordinación y equilibrio, aunque parecen afectar diferentes regiones del cerebro.

Mientras que el Parkinson impacta las vías neurales en los ganglios basales, que es una región incrustada profundamente dentro de la corteza cerebral, en la degeneración cerebelosa, son las células nerviosas del cerebelo las que mueren progresivamente.

Los investigadores compararon las formas en que las personas con cada condición usaban señales temporales para responder a diferentes pruebas.

Todos los participantes del estudio respondieron a dos secuencias diferentes de cuadrados de colores que parpadeaban en la pantalla de una computadora. En el primer ejercicio, los cuadrados de colores se sucedieron a un ritmo constante y rítmico.

En el segundo ejercicio, los cuadrados de colores se sucedieron en un patrón diferente que no siguió el mismo ritmo constante.

Durante estas pruebas, los investigadores observaron que los participantes con la enfermedad de Parkinson tendían a rendir mejor en el ejercicio de patrón complejo, mientras que aquellos con degeneración cerebelosa respondieron mejor a la prueba de sucesión rítmica.

"Demostramos que los pacientes con degeneración cerebelosa tienen dificultades para usar señales temporales no rítmicas, mientras que los pacientes con degeneración de los ganglios basales asociada con la enfermedad de Parkinson tienen dificultades para usar señales rítmicas", dice el profesor Ivry.

Estos hallazgos permitieron al equipo identificar qué áreas del cerebro estaban vinculadas a qué sistema de tiempo anticipatorio. Los autores concluyeron que la sincronización rítmica corresponde a los ganglios basales, mientras que la sincronización del intervalo, basada en los recuerdos de experiencias previas, corresponde al cerebelo.

Implicaciones clínicas

Es importante, añaden los investigadores, que esto desafía las teorías anteriores que sugieren que el tiempo anticipatorio es el resultado de un sistema monolítico.

“Nuestros resultados sugieren al menos dos formas diferentes en las que el cerebro ha evolucionado para anticipar el futuro”, explica Breska.

“Un sistema basado en el ritmo es sensible a eventos periódicos en el mundo, como es inherente al habla y la música. Y un sistema de intervalos proporciona una capacidad de anticipación más general, sensible a las regularidades temporales incluso en ausencia de una señal rítmica ".

Assaf Breska

Además, añaden los autores, el estudio sugiere que si uno de estos dos sistemas deja de funcionar correctamente, el cerebro puede depender del otro para la sincronización anticipada. Esto puede tener implicaciones importantes para la forma en que los especialistas manejan la atención de las personas con enfermedad de Parkinson o degeneración cerebelosa.

“Nuestro estudio identifica no solo los contextos anticipatorios en los que estos pacientes neurológicos se encuentran deteriorados, sino también los contextos en los que no tienen dificultad, sugiriendo que podríamos modificar sus entornos para facilitarles la interacción con el mundo ante sus síntomas. ”, Señala Breska.

Los investigadores creen que algunas formas de ayudar a las personas a lidiar con el daño de uno de los dos sistemas de "sincronización" en el cerebro podrían incluir aplicaciones y juegos de computadora diseñados para entrenar el cerebro, así como técnicas de estimulación cerebral profunda.

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