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La realidad virtual puede ayudar a reforzar los ritmos del cerebro conectados al aprendizaje y a la memoria

Un nuevo descubrimiento en ratas muestra que el cerebro responde diferentemente en ambientes immersive de la realidad virtual comparado con el mundo real. El encontrar podría ayudar a científicos a entender cómo el cerebro reúne la información sensorial de diferentes fuentes para crear un retrato cohesivo del mundo alrededor de nosotros. Podría también pavimentar la manera para la “terapia de la realidad virtual” para aprender y los desordenes memoria-relacionados que colocaban incluyendo ADHD, autismo, enfermedad de Alzheimer, epilepsia y la depresión.

Mayank Mehta, doctorado, es la culata de cilindro de W.M. Keck Center para Neurophysics y profesor en los departamentos de la física, de la neurología, y de eléctrico y ingeniería informática en el UCLA. Sus estudios de laboratorio una región del cerebro llamaron el hipocampo, que es un impulsor primario del aprendizaje y de la memoria, incluyendo la navegación espacial. Para entender su papel en el aprendizaje y la memoria, el hipocampo se ha estudiado extensivamente en ratas mientras que realizan tareas espaciales de la navegación.

Cuando dan une vuelta las ratas, las neuronas en esta parte del cerebro sincronizan su actividad eléctrica hasta una tasa de 8 pulsos por segundo, o 8 hertz. Éste es un tipo de onda cerebral conocido como el “ritmo de theta,” y fue descubierto hace más de seis décadas.

Las desorganizaciones al ritmo de theta también empeoran el aprendizaje y la memoria de la rata, incluyendo la capacidad de aprender y de recordar una ruta a través de un laberinto. Inversamente, un ritmo de theta más fuerte parece perfeccionar la capacidad del cerebro de aprender y de conservar la información sensorial.

Por lo tanto, los investigadores han especulado que las ondas de theta que reforzaban podrían perfeccionar o restablecer funciones del aprendizaje y de memoria. Pero hasta ahora, nadie ha podido fortalecer estas ondas cerebrales.

¿Si es ese ritmo tan importante, podemos utilizar un nuevo enfoque para hacerlo más fuerte? Podemos retune lo?”

El Dr. Mayank Mehta, doctorado, culata de cilindro de W.M. Keck Center para Neurophysics y profesor en los departamentos de la física, de la neurología, y de eléctrico y ingeniería informática en el UCLA

El daño a las neuronas en el hipocampo puede interferir con la opinión de la gente del espacio - “porqué los pacientes de la enfermedad de Alzheimer tienden a conseguir perdidos,” dice al Dr. Mehta. Él dice que él sospechó que el ritmo de theta pudo desempeñar un papel en esta opinión. Para probar esa hipótesis, el Dr. Mehta y sus colegas inventaron un ambiente immersive de la realidad virtual para las ratas que era lejos más immersive que VR disponible en el comercio para los seres humanos.

El VR permite que las ratas vean sus propios limbos y sombras, y elimina ciertas sensaciones inquietantes tales como los retrasos entre el movimiento principal y los cambios de la escena que pueden hacer a gente mareada.

“Nuestro VR es así que obligando,” el Dr. Mehta dice, “que las ratas aman saltar hacia adentro y jugar feliz a juegos.”

Para medir los ritmos del cerebro de las ratas, los investigadores colocaron los electrodos minúsculos, diluente que un cabello humano, en el cerebro entre las neuronas.

“Resulta que suceso las cosas asombrosas cuando la rata está en realidad virtual,” dicen al Dr. Mehta. “Él va a la fuente virtual y bebe el agua, toma una siesta allí, observa alrededor y explora el espacio como si sea real.”

, El Dr. Mehta dice, el ritmo de theta llega a ser notable considerablemente más fuerte cuando las ratas se ejecutan en el espacio virtual con respecto a su ambiente natural

“Estuvimos soplados ausentes cuando vimos este efecto enorme de la experiencia de VR sobre el aumento del ritmo de theta,” él decimos.

Este descubrimiento sugiere que el ritmo único sea un indicador de cómo el cerebro discierne si una experiencia es real o simulada. Por ejemplo, como usted recorre hacia una entrada, la entrada de sus aros mostrará la entrada que consigue más grande. “Cómo me conozco tomé una medida y no es la pared que viene en mí?” El Dr. Mehta dice.

Respuesta: El cerebro utiliza la otra información, tal como el movimiento del balance a partir de un pie al otro, la aceleración de su cabeza a través de espacio, el pariente cambia en las posiciones de otros objetos estacionarios alrededor de usted, e incluso la sensación del aire que se mueve contra su cara para decidir que usted se está moviendo, no la pared.

Por otra parte, una persona “que se mueve” a través de un mundo de la realidad virtual experimentaría un equipo muy diverso de estímulos.

“Nuestro cerebro está haciendo constante esto, está verificando toda clase de cosas,” el Dr. Mehta dice. Los diversos ritmos de theta, él dice, puede representar las maneras diferentes que las regiones del cerebro comunican con uno a en curso de recopilación de toda esta información.

Cuando observaban más cerca, las personas del Dr. Mehta también descubrieron el algo más asombrosamente. Las neuronas consisten en una carrocería de célula compacta y zarcillos largos, llamados las dendritas, que arrastran fuera y forman conexiones con otras neuronas. Cuando los investigadores midieron actividad en la carrocería de célula de un cerebro de la rata que experimentaba realidad virtual, encontraron un diverso ritmo eléctrico comparado con el ritmo en las dendritas. “Que era realmente mente que soplaba,” el Dr. Mehta dijo. “Dos diversas porciones de la neurona están entrando en su propio ritmo.”

Los investigadores apararon este ritmo nunca-antes-visto “eta.” Resultó este ritmo no fue limitado al ambiente de la realidad virtual: con la colocación extremadamente exacta del electrodo, los investigadores podían entonces descubrir el nuevo ritmo en las ratas que recorrían alrededor de un ambiente real. Estando en VR, sin embargo, fortaleció el ritmo del eta - algo ningún otro estudio en los últimos sesenta años ha podido hacer tan fuertemente, o con las herramientas farmacológicas o de otra manera, según el Dr. Mehta.

Los estudios anteriores han mostrado que la frecuencia exacta del ritmo diferencia grande al neuroplasticity, él dice, apenas pues el tono exacto de un instrumento musical son críticos para crear la melodía correcta. Esto abre una oportunidad sin precedente de diseñar la terapia de VR que puede retune y refuerza ritmos del cerebro y como manera de tratar desordenes del aprendizaje y de la memoria.

“Ésta es una nueva tecnología que tiene enorme potencial,” él dice. “Hemos entrado en un nuevo territorio.”

Source:
Journal reference:

Safaryan, K & Mehta, M.R., (2021) Enhanced hippocampal theta rhythmicity and emergence of eta oscillation in virtual reality. Nature Neuroscience. doi.org/10.1038/s41593-021-00871-z.