Al igual que en los diales de radio viejos surgen ruidos que interfieren con la recepción, hay circuitos en el cerebro que hacen más ruido con el tiempo y pueden ser responsables por las formas en que nos llegan mentalmente a medida que se envejece, según los resultados de los nuevos estudios de la Universidad de California de San Francisco con jóvenes y adultos mayores.
La nueva investigación intracraneal y electroencefalograma (EEG), publicada online 22 de septiembre 2015, en The Journal of Neuroscience, apoya la hipótesis de la existencia de un ruido neuronal, que propone que la relación señal-ruido en los circuitos nerviosos disminuye con el envejecimiento y conduce a un peor rendimiento . Los estudios fueron diseñados y realizados por Brad Voytek, PhD, cuando él era un investigador postdoctoral que trabajaba en el laboratorio de Adán Gazzaley, MD, PhD, profesor de neurología, fisiología y psiquiatría en el Centro de UCSF de Neurociencia Integrativa.
En dos nuevos experimentos, Voytek, ahora un profesor asistente de la ciencia cognitiva y neurociencia de la Universidad de California en San Diego, encontró que el ruido de fondo en las regiones corticales clave del cerebro es responsable de las funciones superiores y lo asocia con una peor memorización de la información visual, y que este ruido también se asocia con la edad. Llegó a la conclusión de que el ruido neuronal podría ser el mecanismo detrás de la pérdida al envejecimiento asociado a la capacidad cognitiva, la des-aceleración de las respuestas de comportamiento, recuerdos inciertos y vacilante concentración.
«Nuestra medición del ruido se da, al parecer, con el envejecimiento, así como nosotros pensamos que sería», dijo Voytek.
El ruido se mide en los estudios de señalización al azar que no encaja con el patrón de oscilaciones naturales del cerebro. Estas oscilaciones son patrones rítmicos de la actividad eléctrica generada por las células nerviosas, o neuronas, vinculadas dentro de los circuitos del cerebro. Esta actividad se produce a través de las señales eléctricas generadas por las neuronas individuales.
En los últimos años las oscilaciones cerebrales se han convertido en un foco intenso de la investigación por Voytek y otros que tratan de descubrir cualquier rol funcional que puedan analisar. Nuevas evidencias sugieren que las oscilaciones pueden ser los circuitos nerviosos principales trabajando para responder de manera más eficiente a los estímulos.
«Imagínese que las neuronas individuales son como los surfistas», dijo Voytek. «Los surfistas experimentan las mismas ondas cercanas, que son como las oscilaciones que unen las neuronas en el cerebro. Pero como el ruido, los factores adicionales interfieren a menudo e interrumpen la ola perfecta en diferentes momentos y lugares diferentes a lo largo de la playa.»
En un experimento con 15 individuos, Voytek recogió y analizó las mediciones de voltaje de electrodos colocados directamente en contacto con las regiones corticales del cerebro durante una cirugía por los neurocirujanos en busca de la ubicación específica que provocaría convulsiones en cada paciente (previamente los pacientes habían consentido el experimento). El diseño del estudio intracraneal había eliminado la detección de señales de confusión de músculo. Los sujetos del estudio llevaron a cabo una tarea de escucha, que en uno de los estudios humanos anteriores de Voytek dio lugar a un alto grado de oscilaciones cerebrales coordinados en estas regiones. En el nuevo experimento el equipo de investigación de Voytek encontró que el ruido en la corteza frontal y en la corteza temporal se asoció con la edad.
En el segundo experimento, los investigadores recolectaron datos de electrodos EEG colocados en el cuero cabelludo de 11 participantes sanos entre las edades de 20 y 30 y 13 participantes sanos entre las edades de 60 y 70, mientras realizaban una prueba de memorización visual.
Los investigadores destellaron uno, dos o tres cuadros de colores por menos de una quinta parte de un segundo, y dieron a los sujetos casi un segundo para memorizar los colores, y luego lanzaron una segunda pantalla y preguntaron a los participantes si los colores coincidían. Los investigadores utilizaron algoritmos matemáticos para extraer medidas de ruido en las oscilaciones de los datos recopilados durante el intervalo cuando los sujetos estaban tratando de memorizar los colores.
En promedio, los sujetos de mayor edad obtienen peor resultado que los sujetos más jóvenes. Los científicos determinaron que este desempeño más pobre era debido al ruido adicional en circuitos nerviosos en la corteza visual; las neuronas no aparecieron para coordinar, así como en la generación de oscilaciones de baja frecuencia. Cuando los investigadores tomaron en cuenta el ruido, la edad no fue un factor independiente o significativo en el rendimiento de este experimento.
Voytek sugirió una analogía. «Un gran grupo de amigos puede tener una conversación bastante normal en casa,»dijo», pero en un bar lleno de gente todo el mundo sigue diciendo uno al otro, ¿Qué has dicho?». Del mismo modo, en lugar de tener una conversación normal, las neuronas que conforman las redes de memoria en adultos mayores parecían estar hablando una sobre la otra, dando lugar a una interrupción de la comunicación y degradando su rendimiento de la memoria.
«Creo que este tipo de experimentos permitirá a los neurólogos explorar las bases neuronales de los cambios cognitivos a través del envejecimiento normal y en una variedad de estados de enfermedad, incluyendo el autismo, el Parkinson y la esquizofrenia, cada uno de los cuales se asocian a fallas en las oscilaciones neuronales.»
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