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las ondas Ultra-lentas en el cerebro conectaron directamente a la conciencia

Si usted observa de cerca una exploración de MRI del cerebro, usted verá una onda pasar a través del cerebro entero como un latido del corazón una vez cada pocos segundos. Este ritmo ultra-lento fue reconocido hace décadas, pero nadie conocía muy qué hacer de él. Los datos de MRI son intrínsecamente ruidosos, la mayoría de los investigadores ignoraron tan simple las ondas ultra-lentas.

Pero estudiando actividad eléctrica en cerebros del ratón, los investigadores en la Facultad de Medicina de la universidad de Washington en St. Louis han encontrado que las ondas ultra-lentas son todo menos ruido. Están más bién ondas en el mar, con todo que el cerebro hace ocurrir en barcos sobre ese mar. La investigación hasta la fecha se ha centrado en el tejemaneje dentro de los barcos, sin mucho pensamiento para el mar sí mismo. Pero la nueva información sugiere que las ondas desempeñen un papel fundamental en cómo el cerebro complejo se coordina y que las ondas están conectadas directamente a la conciencia.

“Su cerebro tiene 100 mil millones neuronas o así pues, y tienen que ser coordinadas,” dijo a Marco mayor Raichle autor, Doctor en Medicina, Alan A. y profesor de medicina de Edith L. Wolff Distinguished y profesor de la radiología en el instituto de Mallinckrodt de la radiología en la Facultad de Medicina. “Estas señales despacio diversas en el cerebro son una manera de conseguir una coordinación muy en grande de las actividades en todas las áreas diversas del cerebro. Cuando sube la onda, las áreas llegan a ser más excitables; cuando va hacia abajo, se convierten en menos tan.”

El estudio se publica el 29 de marzo en la neurona del gorrón.

En el 2000s temprano, Raichle y otros descubrieron las configuraciones de la actividad cerebral en gente como ponen reservado en máquinas de MRI, permitiendo sus mentes vagan. Estas supuestas redes del descansar-estado desafiaron la suposición que el cerebro se calla cuando no se dedica activamente a una tarea. Ahora sabemos que incluso cuando usted asierra al hilo como usted no están haciendo nada, su cerebro todavía estamos tarareando adelante, quemando casi tanta energía soñando despierto como resolviendo un problema de matemáticas resistente.

Usando redes del descansar-estado, otros investigadores comenzaron a explorar para - y a encontrar - las áreas del cerebro que se comportaron diferentemente en gente sana que en gente con enfermedades de cerebro tales como esquizofrenia y Alzheimer. Pero incluso durante los datos del descansar-estado MRI ofrecieron nuevos discernimientos en desordenes neuropsiquiátricos, también mostraron constantemente las ondas de la actividad que se extendían con una regularidad lenta en el cerebro, independientemente de la enfermedad bajo estudio. Las ondas similares fueron vistas en exploraciones de cerebro de grapas y de roedores.

Algunos investigadores pensaron que estas ondas ultra-lentas eran no más que un artefacto de la técnica de MRI sí mismo. MRI calibra actividad cerebral indirectamente midiendo el flujo de la sangre oxígeno-rica durante segundos, un calendario muy largo para un órgano que envíe mensajes en un décimo a uno-centésimo de un segundo. Bastante que un proceso auténtico lento, el razonamiento fue, las ondas podía ser la suma de muchas señales eléctricas rápidas durante un rato relativamente largo.

Primer autor Anish Mitra, doctorado, y Andrew Kraft, doctorado - los estudiantes de MD/PhD en la universidad de Washington - y los colegas decidían acercarse al misterio de las ondas ultra-lentas usando dos técnicas que miden directamente actividad eléctrica en cerebros de los ratones. En uno, midieron tal actividad en el nivel celular. En el otro, midieron capa de la actividad eléctrica por capa a lo largo de la superficie exterior del cerebro.

Encontraron que las ondas no eran ningún artefacto: las ondas Ultra-lentas fueron vistas sin importar la técnica, y no eran la suma de toda la actividad eléctrica más rápida en el cerebro.

En lugar, los investigadores encontraron que las ondas ultra-lentas comenzadas espontáneamente en una capa profunda de los cerebros de los ratones y la extensión en una trayectoria fiable. Como las ondas pasajeras con cada área del cerebro, aumentaron la actividad eléctrica allí. Las neuronas encendieron más entusiasta cuando una onda estaba en la vecindad.

Por otra parte, las ondas ultra-lentas persistieron cuando los ratones fueron puestos bajo anestesia general, pero con la dirección de las ondas invirtió.

“Hay un proceso muy lento que se mueve a través del cerebro para crear las oportunidades temporales para la transmisión de señales de larga distancia,” Mitra dijo. “La manera que estas ondas ultra-lentas se mueven a través de la corteza se correlaciona con los cambios enormes en comportamiento, tal como la diferencia entre los estados conscientes e inconscientes.”

El hecho de que la trayectoria de las ondas cambiada con el estado de la conciencia sugiera tan dramáticamente que las ondas ultra-lentas podrían ser fundamentales a cómo funciona el cerebro. Si las áreas del cerebro se piensan en como barcos que se menean alrededor en un mar de la lento-onda, el choppiness y la dirección de las influencias del mar seguramente cómo un mensaje se puede pasar fácilmente a partir de un barco a otro, y cómo está difícilmente para que dos barcos coordinen su actividad.

Los investigadores ahora están estudiando si las anormalidades en la trayectoria de tales ondas ultra-lentas podrían explicar algunas de las diferencias consideradas en exploraciones de MRI entre la gente sana y la gente con condiciones neuropsiquiátricas tales como demencia y depresión.

“Si usted observa el cerebro alguien con esquizofrenia, usted no ve una lesión grande, pero algo no está a la derecha en cómo la maquinaria hermosa del conjunto del cerebro se ordena,” dijo a Raichle, que es también profesor de la ingeniería biomédica, de la neurología, de la neurología y de las ciencias psicológicas y de cerebro. “Qué hemos encontrado aquí podría ayudarnos a imaginar lo que está saliendo mal. Estas ondas muy lentas son únicas, pasado por alto a menudo y completamente central a cómo se ordena el cerebro. Ése es el fondo.”