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El nuevo método analiza la red entera del cerebro por primera vez

Un nuevo método de análisis de las imágenes cerebrales ofrece el potencial de perfeccionar grandemente la eficacia del tratamiento no invasor del estímulo del cerebro para Alzheimer, el desorden obsesivo, la depresión, y otras condiciones. Los investigadores del duque desarrollaron el nuevo método, que analizaba por primera vez la red entera del cerebro bastante que una única región del cerebro. Este nuevo método determinó las áreas del cerebro que ejercen la mayoría del mando en la función de la red.

El estudio, publicado en el gorrón de la neurología, tiene implicaciones directas para perfeccionar las ventajas del estímulo magnético transcranial, que se utiliza actualmente para la depresión importante y el desorden obsesivo, y puede pronto llevar al tratamiento terapéutico para los desordenes de la memoria tales como Alzheimer y demencia.

Los investigadores en el centro de investigación de duque Brain Stimulation (BSRC) desarrollaron un método de análisis que confía en el concepto de controlabilidad, un principio de la red que ayuda a predecir cómo una área del cerebro influencia una red entera implicada en comportamiento de regulación.

Los autores midieron controlabilidad usando proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) para determinar cuánto cambio TMS induciría mientras que los participantes hicieron una tarea de memoria de trabajo. En esta tarea, los individuos tuvieron que mantener brocas de la información abreviadamente su memoria y manipular esta información en su mente antes de contestar preguntas sobre ella. Esta tarea fue utilizada debido a la importancia de memoria de trabajo en vida cotidiana (como pedir su filete de compras en su mente antes de recorrer a través del colmado) y porque es afectado altamente envejeciendo, determinado en condiciones como Alzheimer y demencia.

Esencialmente, observamos el cerebro no como equipo de las islas discretas, sino como una membrana densa de las conexiones que tienen lotes de influencia mutua. La controlabilidad no nos prohibe un marco para determinar qué nodos en esta membrana son más probable ser influenciado por el estímulo del cerebro, y por esa razón para mostrar probablemente plasticidad y la mejoría después de tratamientos de TMS.”

El Dr. Simon Davis, doctorado, investigador del guía, profesor adjunto de la neurología en el duque

La dimensión de la controlabilidad, que se basa en una imagen estática, estructural del cerebro, fue utilizada para predecir actividad dinámica. La “actividad cerebral es como la configuración espacial del tráfico en una ciudad. Aunque la configuración de tráfico sea siempre cambiante, es lindada siempre por la topología de la red de carreteras,” dijo a Lifu Deng, estudiante de tercer ciclo del duque en el departamento de la psicología y neurología, y co-guía en el papel. La “controlabilidad conecta el estímulo en una situación a la configuración global de la actividad cerebral. En nuestro estudio, por ejemplo, éste son las configuraciones de la activación significando mejor memoria de trabajo.”

Previamente, no ha habido una manera sistemática de determinar que las áreas del cerebro son las más probable producir ocasiones globales, porque la mayoría de los estudios se han centrado en apenas una región. Este estudio, sin embargo, avance el campo considerando la red entera del cerebro.

Mientras que los adultos sanos participaron en el estudio, la investigación tiene probablemente implicaciones para los desordenes de la memoria. “Disfunción de la memoria como fenómeno de la red que confía en las regiones múltiples del cerebro que operan bajo dinámica coordinada. El foco típico en la reacción de TMS en un único sitio representa una limitación fundamental en la aproximación de las terapias del neurostimulation porque descuida debilitaciones globales en la red entera que es la base de la disfunción de la memoria,” dijo a Lysianne Beynel, doctorado, socio postdoctoral en el BSRC y primer autor en el estudio.

Final, este método no invasor del estímulo del cerebro será utilizado para ascender configuraciones sanas de la actividad cerebral y para aumentar eventual la función de memoria, que tiene potencial de aumentar la eficacia de los tratamientos del estímulo del cerebro para un alcance de desordenes cognoscitivos.

Source:
Journal reference:

Beynel, L., et al (2020) Structural Controllability Predicts Functional Patterns and Brain Stimulation Benefits Associated with Working Memory. Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0531-20.2020.