Utilizando microelectrodos pelos y análisis de la computadora, los neurobiólogos en Duke University Medical Center han demostrado que ellos pueden ver la información detallada al instante a instante eléctrica "paisaje cerebral" de la actividad neuronal en un cerebro vivo.
En su estudio sobre las ratas, se demostró que se podía distinguir un detalle sin precedentes de los patrones de actividad cerebral - incluyendo los cambios fugaces en la comunicación entre las estructuras del cerebro - en animales despiertos, ya que conciliar el sueño y en la transición entre las fases del sueño.
El estudio es importante, no sólo por su penetración en el proceso del sueño, sino porque los neurobiólogos una fuerte evidencia de que la consolidación de memoria se produce durante el sueño, dijeron los investigadores.
Más en general, creen que su nueva técnica analítica permitirá perspectivas sin precedentes en función tanto del cerebro sano y aquellas personas que padecen enfermedades neurológicas. Tales descubrimientos podrían conducir a una nueva comprensión y tratamiento de enfermedades como el caso de la epilepsia, la enfermedad de Alzheimer y la esquizofrenia, dijeron.
Liderados por el neurobiólogo Dr. Miguel Nicolelis, MD, Ph.D., los investigadores publicaron sus hallazgos en el 8 de diciembre de 2004, Journal of Neuroscience. Nicolelis es profesor de neurobiología y co-director del Centro Duke de Neuroingeniería. Otros co-autores fueron Damien Gervasoni, Lin Shih-Chieh, Sidarta Ribeiro, Soares y Ernesto Pantoja Janaina. La investigación fue patrocinada por los Institutos Nacionales de Salud.
En sus estudios, Nicolelis y sus colegas implantaron los microelectrodos, más pequeño que el diámetro de un cabello humano, en las regiones del cerebro responsables de una serie de funciones - incluyendo la función de motor de procesamiento sensorial y la formación de la memoria. A continuación, registrar y analizar las señales eléctricas de las ratas como los animales pasaron por varios días de ciclo sueño-vigilia. Su análisis podría detectar patrones de actividad que marcó la vigilia, en el fondo "de onda lenta" del sueño y el llamado "movimiento ocular rápido" del sueño.
Es importante destacar que, dijo Nicolelis, su análisis podría distinguir los cambios fugaces en el cerebro de los animales la transición de un estado de sueño de los otros.
"Podemos predecir esos cambios, porque en ese momento, estas diferentes estructuras de fuego junto a unos pocos cientos de milisegundos para crear un patrón sincrónico de la leña que es una firma del cambio del estado anterior a la siguiente", dijo Nicolelis. Un milisegundo es la milésima de segundo.
"Es casi como dos equipos de intercambio de información a través de un módem, y se sincronizan en el proceso", dijo.
"Nuestro análisis reveló importantes puntos de vista funcional en el sueño", dijo Nicolelis. "Por ejemplo, encontramos que sólo hay pocas transiciones fisiológicamente posible a partir de un estado a otro - como en la química hay sólo ciertas reacciones químicas que son posibles." Por ejemplo, dijo, los datos distingue la transición difícil de alcanzar llamado "sueño intermedio" entre el sueño de ondas lentas y sueño rápido del movimiento ocular.
Es importante destacar que, dijo Nicolelis, las transiciones que se observaron las mismas de un animal a otro ", lo que sugiere que hemos llegado a un principio fundamental básico de cómo funciona realmente el cerebro."
La tecnología y el análisis de los investigadores usaron es una extensión del que se utiliza para permitir a los monos para controlar un brazo robot utilizando sólo sus señales cerebrales, que Nicolelis y sus colegas informaron en 2003.
"Ahora, sin embargo, estamos grabando las señales del cerebro más amplio - cientos, quizá miles", dijo Nicolelis. "Mediante el filtrado y análisis de los mismos, podemos medir la actividad global dinámico que nos dice lo que los estados de comportamiento de los animales está pasando.
"Esta capacidad es importante porque en términos generales es la primera medición fisiológica que pueden revelar el comportamiento global del cerebro, incluyendo la coordinación general de muchas áreas."
Por el contrario, dijo Nicolelis, resonancia magnética y la tomografía por emisión de positrones - el más utilizado técnicas de escaneo cerebral - puede dar sólo por tiempo limitado-la resolución de la actividad cerebral. Además, dan sólo indicios indirectos de la actividad cerebral al medir el flujo de sangre como un indicador de la actividad.
Según Nicolelis, los estudios detallados de la actividad del cerebro - incluyendo un estudio previo en el 25 de junio de 2004, la revista Science, revelan que el cerebro no es el equipo pasivo, inmutable postulado por la teoría más actual. Más bien, dijo, es un órgano dinámico, en constante adaptación. En el artículo de Science, los investigadores reportaron que la respuesta del cerebro de una rata a los estímulos táctiles de los bigotes cambiado en función de si el animal estaba realizando una tarea activa o pasiva de recibir información.