Un equipo de investigadores de la Universidad Bar-Ilan de Israel, ha descubierto cómo transmiten información las ondas cerebrales exactamente y qué puede esto tener que ver con la menor actividad cerebral y las enfermedades neurodegenerativas.
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El gran descubrimiento del estudio es que podría haber una correlación entre la disminución de la actividad de las ondas cerebrales, causadas por el menor nivel de sincronización en la actividad neuronal, y el deterioro cognitivo en enfermedades neurodegenerativas como el alzheimer.
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«Hemos demostrado cómo la sincronización contribuye a la transmisión y el procesamiento de información en el cerebro, y esta puede ser la razón por la que eventualmente vemos el deterioro cognitivo en los pacientes», destacó el investigador Tal Dalal, quien dirigió la investigación, en un comunicado a los medios esta semana.
La investigación titulada La sincronización ascendente mejora el procesamiento de olores en las neuronas descendentes, dirigida por Dalal en el laboratorio del profesor Rafi Haddad, del Centro Multidisciplinario de Investigación del Cerebro Goldschmied en Bar-Ilan, se publicó en la revista en línea revisada por pares Cell Reports a principios de esta semana.
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«Hasta la fecha, los estudios han mostrado una correlación entre la disminución de la sincronicidad y la enfermedad neurodegenerativa, pero no han demostrado por qué ni cómo sucede», dijo Dalal.
Varios estudios a lo largo de los años han probado que los cambios en la intensidad y frecuencia de las ondas cerebrales pueden indicar trastornos neurológicos como la epilepsia y el autismo, o enfermedades neurodegenerativas como el parkinson y el alzheimer.
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El olfato como guía
La enfermedad de alzheimer, por ejemplo, se caracteriza por una disminución brusca de la intensidad de las ondas a una frecuencia determinada, mientras que la epilepsia se caracteriza por un aumento muy brusco y anormal de la intensidad de las ondas a una frecuencia diferente.
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El reciente estudio se centró en alterar el nivel de sincronización en el área del cerebro que transmite información, antes de examinar cómo esto afecta tanto a la transferencia en sí misma como a los niveles de comprensión del área del cerebro que la recibe.
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Los científicos se centraron en el sistema olfativo del cerebro, ya que éste se caracteriza por una actividad de ondas cerebrales particularmente fuerte.
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Los investigadores utilizaron un método llamado opto genética para aumentar y disminuir la sincronización de las neuronas, lo que a su vez permite activar y desactivar la actividad neuronal a voluntad. La opto genética funciona a través de la proyección de destellos de luz sobre áreas específicas del cerebro, permitiendo que las neuronas de sincronización se enciendan o se apaguen.
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El procesamiento inicial de la información en el sistema olfativo se lleva a cabo en el área primaria o de «contracorriente», y fue en esta área donde los investigadores aumentaron y disminuyeron la sincronización neuronal antes de que la información fuera procesada en el área «a favor de la corriente» del sistema.
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Sin embargo, también descubrieron algo inesperado. La activación de las neuronas que inducen la sincronía también provocó una disminución en el nivel de actividad general en la región a contracorriente, explicó Dalal.
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Cantidad y sincronía
A través de la investigación de la sincronización neuronal en el sistema olfativo, el equipo entendió que cuando miles de neuronas están sincronizadas, la transmisión de información en el cerebro se realiza de manera más potente y confiable, en comparación con una situación en la que la actividad es asíncrona y cada neurona opera de forma independiente.
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Esto se puede comparar con una manifestación de decenas de miles de personas en una plaza pública en comparación con los manifestantes dispersos en un área más grande, explicó Dalal. El poder de la actividad compartida y sincronizada es mucho más fuerte y poderoso en comparación con la actividad independiente no sincronizada.
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Los resultados del estudio pueden conducir a una mayor comprensión del deterioro cognitivo en las enfermedades neurodegenerativas y posiblemente incluso conducir a nuevas opciones de tratamiento.
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Es posible que la estimulación de neuronas específicas a través del mismo método opto genético utilizado en el estudio pueda restaurar la sincronización al nivel requerido para la actividad cerebral normal, concluyó el estudio.
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