Vés enrere

En humans, la consciència descansa en la capacitat del cervell per sostenir dinàmiques riques en activitat neuronal

En humans, la consciència descansa en la capacitat del cervell per sostenir dinàmiques riques en activitat neuronal

Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA i director del Centre de Cognició i Cervell del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions, ha format part de l'equip internacional d'investigadors d'aquest estudi i és coautor de l'article que es publica el 6 de febrer a la revista Science Advances.

07.02.2019

La consciència, des del moment en què ens anem a dormir fins que ens despertem, sembla anar i venir cada dia. La consciència pot ser abolida transitòriament per agents farmacològics o, més permanentment, per lesió cerebral. Cadascuna d'aquestes desviacions de la vigília conscient produeix diferents canvis en la funció cerebral, el comportament i en la neuroquímica del cervell. No obstant això, totes comparteixen una característica comuna: la manca de comunicació de la consciència en tant que experiència subjectiva.

Així doncs, la consciència és la capacitat de l'ésser humà per percebre la realitat i reconèixer-s'hi,  i es revela en expressar l'experiència subjectiva. La qüestió és: Com es pot inferir la consciència en absència de comunicació? Diverses teories coincideixen en la idea que la consciència es relaciona amb un procés dinàmic d'activitat cerebral, autosostinguda i coordinada, que ajuda l'ésser humà a sintonitzar amb un entorn en constant evolució. Per això, a través del temps, els senyals neuronals es combinen, es dissolen, es reconfiguren i es tornen a combinar, permetent que la percepció, l'emoció i la cognició ocorrin.

 "Adoptant aquest punt de vista teòric de la dinàmica cerebral com a pedra angular de la consciència, en aquest estudi ens vam proposar determinar si la coordinació dels senyals cerebrals podria proporcionar un patró específic de connectivitat funcional característic dels estats conscient i inconscient", afirma Gustavo Deco.

A través de tècniques d'imatge de ressonància magnètica funcional (fMRI), un equip internacional d'investigadors va fer una anàlisi de connectivitat dinàmica en humans sans i en pacients amb lesions cerebrals greus que conduïen a trastorns de consciència. Amb aquesta metodologia els científics van caracteritzar en els subjectes conscients i en els pacients mínimament conscients una dinàmica cerebral diferent de la que van registrar en pacients en estat de no resposta o totalment inconscients.

Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA i director del Centre de Cognició i Cervell (CBC) del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF, ha format part de l'equip internacional d'investigadors d'aquest estudi i és coautor de l'article que es publica el 6 de febrer a la revista Science Advances.

Les dades s’han obtingut d’una cohort de pacients amb trastorns de la consciència que conduïen a un estat vegetatiu: síndrome de vigília sense resposta (SVR) o en estat de mínima consciència (EMC)

Les dades necessàries per fer aquesta investigació es van obtenir d'una cohort de 169 subjectes procedents de Bèlgica, França, Estats Units i Canadà que va incloure 47 individus sans que van actuar de grup control i 122 pacients amb trastorns de la consciència que conduïen a un estat vegetatiu: síndrome de vigília sense resposta (SVR) o en sstat de mínima consciència (EMC). Els pacients en SVR poden obrir els ulls però mai exhibeixen moviments voluntaris no reflexos, la qual cosa indica una consciència preservada. Els pacients en EMC, encara que mostren comportaments més complexos potencialment declaratius de consciència, com la recerca visual, l'orientació al dolor o el seguiment no sistemàtic, no tenen la capacitat d'expressar els seus pensaments i sentiments.

En aquest estudi s'ha trobat un patró de coordinació interareal complex, d'aparició esporàdica, en el grup de pacients que no responien a estímuls

Els resultats de l'estudi indiquen un patró de baixa coherència de fase interareal en cervells de pacients que no responen a estímuls, principalment mediat per l'anatomia subjacent i amb menys probabilitat de transitar a un altre patró d'activitat cerebral. Dins dels pacients que no responen, en l'estudi, aquells pacients que podien fer tasques d'imatge mental, van presentar a l'fMRI un patró complex transitori, validant la implicació d'aquest patró de connectivitat funcional cerebral en estat de consciència. Per contra, el baix patró de coordinació interareal va ser molt freqüent i igual al de pacients anestesiats, independentment del diagnòstic clínic, validant la seva implicació en la inconsciència.

"Els nostres resultats estableixen que en humans la consciència descansa en la capacitat del cervell per sostenir dinàmiques riques d'activitat neuronal que perden prevalença en estats inconscients", indica Gustavo Deco, coautor de l'estudi.

Els autors conclouen que, després de la pèrdua de consciència, l'activitat cerebral coordinada es restringeix en gran mesura a un patró positiu de coherència interareal dominada per les connexions anatòmiques entre les regions del cervell. En contrast, els estats conscients es caracteritzen per una major prevalença d'una configuració complexa de coordinació interareal que, tot i que encara està restringida per l'anatomia del cervell, també se’n desvia i presenta interaccions positives i negatives a llarga distància.

La detecció en temps real d'aquest patró i el seu reforç a través de manipulacions induïdes externament podria representar un camí prometedor per a la restauració no invasiva de la consciència

En aquest estudi s'ha trobat un patró de coordinació interareal complex, d'aparició esporàdica, en el grup de pacients que no responen a estímuls. La detecció en temps real d'aquest patró i el seu reforç a través de manipulacions induïdes externament podria representar un camí prometedor per a la restauració no invasiva de la consciència. Concloem que aquests patrons de coordinació de senyals cerebrals transitòries són característics d'estats cerebrals conscients i inconscients i justifiquen investigacions futures sobre la seva relació amb el contingut conscient i la possibilitat de modificar la seva prevalença amb la introducció de pertorbacions externes, tant en individus sans com en pacients.

Treball de referència:

Athena Demertzi, Enzo Tagliazucchi, Stanislas Dehaene, Gustavo Deco, Pablo Barttfeld, et al. (2019), “Human consciousness is supported by dynamic complex patterns of brain signal coordination”, Science Advances,  6 de febrer.

Contacte amb Gustavo Deco:
[email protected] 
93 542 29 77

 

Categories:

Per a més informació

Notícia publicada per:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

93 542 21 00

[email protected]

Para más información

Noticia publicada por:

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

93 542 21 00

[email protected]

For more information

News published by:

Institutional Communication and Promotion Unit

93 542 21 00

[email protected]