La velocidad de la comunicación cerebral

Se solía creer que la velocidad de la información trasmitida de una región a otra del cerebro se estabilizaba durante la primera etapa de la adolescencia. En un nuevo estudio, se ha descubierto que esto no es así.

El estudio lo ha realizado un equipo que incluye, entre otros, a Dorien van Blooijs y Dora Hermes, de la Clínica Mayo, en la ciudad estadounidense de Rochester.

Debido a que en el periodo que va desde la parte final de la adolescencia hasta el principio de la adultez existe una propensión a la aparición de problemas mentales como ansiedad, depresión y trastornos bipolares, entender mejor el desarrollo del cerebro puede ayudar a los médicos a ofrecer tratamientos para estos trastornos.

El sistema estructural de las vías neurales del cerebro o el sistema nervioso, llamado conectoma humano, se desarrolla a medida que las personas crecen. Pero se ha venido desconociendo la manera exacta en la que los cambios estructurales afectan la velocidad de la señalización neuronal.

«Al igual que el tiempo que un camión tarde en efectuar un trayecto dependerá de la estructura de la carretera, la velocidad de trasmisión de las señales de un área del cerebro a otra depende de la estructura de las vías neurales», explica la Dra. Hermes. «El conectoma humano madura durante el desarrollo y el envejecimiento y puede verse afectado por enfermedades. Todos estos procesos pueden afectar a la velocidad con la que la información fluye por el cerebro». En el estudio, la Dra. Hermes y sus colegas emplearon pares de electrodos con un pulso eléctrico breve para medir el tiempo que les lleva a las señales viajar de una región cerebral a otra en 74 participantes de entre 4 y 51 años. Se realizaron mediciones intracraneales en una pequeña población de pacientes a quienes se les habían implantado electrodos para monitorizar la epilepsia en el Centro Médico Universitario de Utrecht, en los Países Bajos.

Los retrasos en la respuesta de las regiones conectadas del cerebro mostraron que las velocidades de trasmisión en el cerebro humano aumentan durante la infancia e incluso hasta la primera etapa de la adultez. Alrededor de los 30 a los 40 años se produce un estancamiento.

Recreación artística de dos neuronas. (Imagen: Amazings / NCYT)

Los datos recopilados por el equipo indican que las velocidades de trasmisión en adultos fueron casi dos veces más rápidas comparadas con las halladas normalmente en niños. Las velocidades de trasmisión también fueron, por lo general, más rápidas en sujetos de 30 a 40 años que en adolescentes.

La velocidad de trasmisión del cerebro se mide en milisegundos, una unidad de tiempo equivalente a una milésima de segundo. Por ejemplo, los investigadores determinaron que la velocidad neuronal de un paciente de 4 años es de 45 milisegundos, es decir, que ese es el tiempo necesario para que una señal viaje desde la región frontal hasta la región parietal del cerebro. En un paciente de 38 años, la misma trayectoria se midió en 20 milisegundos. Como comparación, un parpadeo dura entre 100 y 400 milisegundos.

Los investigadores están trabajando para describir la conectividad impulsada por la estimulación eléctrica en el cerebro humano. Uno de los pasos siguientes es comprender mejor cómo cambia la velocidad de trasmisión con la presencia de enfermedades neurológicas. Están trabajando junto a neurocirujanos y neurólogos pediátricos para descubrir de qué forma las enfermedades modifican las velocidades de trasmisión respecto a lo que se consideraría el rango normal para un determinado grupo de personas de la misma franja de edad.

El estudio se titula “Developmental trajectory of transmission speed in the human brain”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Neuroscience. (Fuente: Clínica Mayo)