Un nuevo método analiza toda la red del cerebro por primera vez

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Revisado por Emily Henderson, B.Sc. – Un nuevo método de análisis de imágenes cerebrales ofrece el potencial de mejorar en gran medida la eficacia del tratamiento de estimulación cerebral no invasiva para el Alzheimer, el trastorno obsesivo compulsivo, la depresión y otras afecciones.

Los investigadores de Duke desarrollaron el nuevo método, que por primera vez analizaba toda la red del cerebro en lugar de una sola región del cerebro. Este nuevo método identificó las áreas del cerebro que ejercen el mayor control sobre la función de la red.

El estudio, publicado en el Journal of Neuroscience , tiene implicaciones directas para mejorar los beneficios de la estimulación magnética transcraneal, que actualmente se usa para la depresión mayor y el trastorno obsesivo compulsivo, y pronto puede conducir a un tratamiento terapéutico para trastornos de la memoria como el Alzheimer y la demencia.

Los investigadores del Centro de Investigación de Estimulación Cerebral de Duke (BSRC) desarrollaron un método de análisis que se basa en el concepto de controlabilidad, un principio de red que ayuda a predecir cómo un área del cerebro influye en toda una red involucrada en la regulación del comportamiento.

Los autores midieron la capacidad de control utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para determinar cuánto cambio induciría la TMS cuando los participantes realizaran una tarea de memoria de trabajo. En esta tarea, las personas tenían que mantener fragmentos de información brevemente en su memoria y manipular esta información en su mente antes de responder preguntas al respecto.

Esta tarea se usó debido a la importancia de la memoria de trabajo en la vida cotidiana (como ordenar la lista de compras en su mente antes de caminar por la tienda de comestibles) y porque se ve muy afectada por el envejecimiento, particularmente en afecciones como el Alzheimer y la demencia.

“Esencialmente, miramos al cerebro no como un conjunto de islas discretas, sino como una densa red de conexiones que tienen mucha influencia mutua. La controlabilidad nos permite un marco para identificar qué nodos de esta red tienen más probabilidades de verse influenciados por la estimulación cerebral y, por esa razón, es probable que muestren plasticidad y mejora después de los tratamientos con TMS “. – Dr. Simon Davis, PhD, investigador principal, profesor asistente de neurología en Duke –

La medida de controlabilidad, que se basa en una imagen estructural estática del cerebro, se utilizó para predecir la actividad dinámica. “La actividad cerebral es como el patrón espacial del tráfico en una ciudad.

Aunque el patrón del tráfico cambia constantemente, siempre está limitado por la topología de la red de carreteras”, dijo Lifu Deng, estudiante graduado de Duke en el Departamento de Psicología y Neurociencia y co-líder del artículo. “La controlabilidad vincula la estimulación en un lugar con el patrón global de actividad cerebral. En nuestro estudio, por ejemplo, estos son los patrones de activación que significan una mejor memoria de trabajo”.

Anteriormente, no existía una forma sistemática de identificar qué áreas del cerebro tienen más probabilidades de producir oportunidades globales, porque la mayoría de los estudios se han centrado en una sola región. Sin embargo, este estudio avanzó en el campo al considerar la red cerebral completa.

Si bien los adultos sanos participaron en el estudio, la investigación probablemente tenga implicaciones para los trastornos de la memoria. “La disfunción de la memoria como un fenómeno de red que se basa en múltiples regiones del cerebro que operan bajo una dinámica coordinada.

El enfoque típico en la respuesta de TMS en un solo sitio representa una limitación fundamental en el enfoque de las terapias de neuroestimulación porque descuida las deficiencias globales en toda la red que subyace a la memoria disfunción “, dijo Lysianne Beynel, PhD, asociada postdoctoral en el BSRC y primera autora del estudio.

En última instancia, este método de estimulación cerebral no invasiva se utilizará para promover patrones saludables de actividad cerebral y, finalmente, mejorar la función de la memoria, que tiene el potencial de mejorar la eficacia de los tratamientos de estimulación cerebral para una variedad de trastornos cognitivos.

Fuente: Departamento de Neurología de DukeReferencia de la revista:

Beynel, L., et al (2020) La controlabilidad estructural predice patrones funcionales y beneficios de estimulación cerebral asociados con la memoria de trabajo. Revista de neurociencia . doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0531-20.2020.

Fuente: News-medical