La interacción de la conciencia y la percepción en el cerebro

Jan 09, 2024

Resumen:Los investigadores han estado estudiando la negligencia hemispacial, una condición en la que los pacientes con accidente cerebrovascular no reconocen lo que sucede en el lado izquierdo de su campo visual, a pesar de poseer capacidades visuales intactas.

En un intento por descubrir la intrincada relación entre la atención y la percepción consciente, los neurólogos identificaron cinco grupos de actividad cerebral relacionados con el procesamiento de la atención. Sus hallazgos desafían las teorías existentes que sugieren que la atención y la percepción consciente son funciones no relacionadas, proporcionando evidencia de que ambas interactúan.

Esto abre nuevas vías para comprender no sólo los trastornos cognitivos sino también la naturaleza general de la conciencia humana.

Hechos clave:

Fuente:Instituto del Cerebro de París

Casi la mitad de los pacientes que han sufrido un derrame cerebral en el hemisferio cerebral derecho desarrollan posteriormente un síntoma muy inusual: pierden la capacidad de percibir lo que sucede en el lado izquierdo del espacio.

Como resultado, tienden a comer sólo el lado derecho del plato, ignoran a las personas que están a su izquierda y tienen grandes dificultades para orientarse. Este trastorno, conocido como negligencia hemispacial, no afecta las capacidades visuales básicas, que permanecen intactas.

“Estos pacientes ven muy bien. ¡El problema está en otra parte! No son conscientes de una parte de su entorno, no porque no reciban información visual, sino porque no le prestan atención”, describe Paolo Bartolomeo, neurólogo e investigador del Brain Institute de París.

“El tratamiento de estos pacientes consiste, en cierto modo, en reeducar sus capacidades de atención”.

¿Cómo es posible que no seamos conscientes de elementos de la realidad que sí percibimos? Para responder a esta pregunta, necesitamos comprender la naturaleza de la relación entre conciencia y atención.

Los investigadores han intentado formalizarlo durante muchos años, pero coexisten varias teorías en competencia, ninguna de las cuales ha prevalecido.

Para saber más, Paolo Bartolomeo y Jianghao Liu, estudiante de doctorado del equipo PICNIC, decidieron poner a prueba estas teorías.

Gabor a estribor

"Queríamos describir las interacciones entre la atención y la percepción consciente hasta el más mínimo detalle, no sólo para dilucidar los trastornos de la atención en determinados trastornos cognitivos, sino también para comprender mejor la conciencia humana en general", explica Jianghao Liu.

“Los estudios clínicos nos dicen que la atención es necesaria, aunque no suficiente, para la percepción consciente, pero no sabíamos cómo se traduce esto en el cerebro. Así, intentamos descubrir los mecanismos de procesamiento de la atención en las redes frontoparietales”.

Para aclarar estas cuestiones, los investigadores se centraron en la llamada atención exógena, es decir, la atención centrada en los estímulos ambientales. Las técnicas de neuroimagen convencionales, como la resonancia magnética funcional y el EEG, son insuficientes para obtener datos precisos sobre la actividad cerebral durante las tareas cognitivas.

Por lo tanto, el equipo utilizó registros electrofisiológicos intracerebral de 13 pacientes epilépticos a quienes se les habían implantado electrodos cerebrales profundos para tratar la epilepsia resistente a los medicamentos.

A los participantes en el estudio se les pidió que realizaran una tarea cognitiva que implicaba detectar un objetivo llamado parche de Gabor, que puede volverse apenas perceptible al cambiar el contraste de las barras blancas y negras que lo componen.

El objetivo aparecía a la izquierda o a la derecha de una pantalla y estaba precedido por una señal visual (un simple punto negro), ya sea correcta (anunciando el lado en el que apareció el objetivo) o engañosa (anunciando el lado equivocado). En algunos casos, el parche de Gabor no apareció en absoluto.

Apoyando la evidencia neuronal

"Este experimento nos permitió determinar que manipular la atención de los participantes a través de la señal visual podría modificar su capacidad para percibir conscientemente el parche de Gabor y describir lo que habían visto", explica Jianghao Liu.

“Sus capacidades de atención se inhibieron o se multiplicaron por diez según los estímulos. Al mismo tiempo, observamos que redes neuronales específicas estaban involucradas en los diferentes tipos de interacción entre la atención y la percepción consciente”.

Más concretamente, mediante registros electrofisiológicos, los investigadores identificaron cinco grupos de actividad eléctrica asociados con el mantenimiento y la redirección de la atención en las redes frontoparietales. Luego utilizaron tractografía de materia blanca, una técnica de imágenes, para asegurarse de que estos grupos coincidieran con la arquitectura de las proyecciones neuronales anatómicamente observables.

Finalmente, comprobaron la solidez de estos resultados utilizando un modelo informático para garantizar que la dinámica neuronal que observaron no fuera específica de los pacientes epilépticos y pudiera generalizarse eventualmente.

"Por primera vez hemos podido mapear las áreas del cerebro implicadas en la interacción entre la atención y la percepción consciente", afirma el investigador.

“Se trata de un gran avance: algunas hipótesis actuales afirman que la percepción consciente y la atención son dos funciones perfectamente aisladas entre sí y que dependen de redes diferentes. Nuestros datos muestran lo contrario”.

Estas interacciones entre la atención y la percepción consciente ciertamente moldean nuestra percepción del mundo, ya que nuestra atención se ve constantemente atraída por nuevos eventos, grandes o pequeños, en nuestro entorno inmediato.

"Ahora queremos determinar si la atención a eventos endógenos, es decir, eventos que surgen de nuestros pensamientos, nuestras sensaciones internas, nuestra vida interior, también podría afectar la conciencia", concluye Paolo Bartolomeo.

"Después de todo, nuestra capacidad de prestarnos atención a nosotros mismos es tan fascinante como nuestra capacidad de percibir el resto del universo".

Autor:María SimónFuente:Instituto del Cerebro de ParísContacto:Marie Simon – Instituto del Cerebro de ParísImagen:La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso abierto. “Las redes frontoparietales dan forma a la conciencia humana a través de la captación de atención y la reorientación” por Paolo Bartolomeo et al. Biología de las Comunicaciones

Abstracto

Las redes frontoparietales dan forma al informe consciente humano a través de la captación de atención y la reorientación

¿Cómo interactúan la atención y la conciencia en el cerebro humano? Las teorías rivales sobre la conciencia no están de acuerdo sobre el papel de las redes de atención frontoparietales en la percepción consciente.

Registramos la actividad neuronal de 727 contactos intracerebrales en 13 pacientes epilépticos, mientras detectaban objetivos cercanos al umbral precedidos por señales de atención.

La agrupación reveló tres patrones neuronales: primero, el informe consciente de atención mejorada acompañó a una actividad frontotemporal sostenida del hemisferio derecho en redes conectadas por el fascículo longitudinal superior (SLF) II-III, y una acumulación tardía de actividad (>300 ms después del objetivo). en la corteza orbitofrontal dorsoprefrontal bilateral y del hemisferio derecho (SLF I-III).

En segundo lugar, la reorientación atencional afectó el informe consciente a través de una actividad temprana y sostenida en una red del hemisferio derecho (SLF III). En tercer lugar, el informe consciente acompañó a la actividad dorsolateral-prefrontal del hemisferio izquierdo.

El modelado de tareas con redes neuronales recurrentes reveló múltiples grupos que coincidían con los grupos cerebrales identificados, aclarando la relación causal entre grupos en la percepción consciente de objetivos cercanos al umbral.

Por lo tanto, las redes frontoparietales distintas y asimétricas en el hemisferio apoyan la ganancia de atención y la reorientación en la configuración de la experiencia consciente humana.

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