Se ha elaborado un mapa de la red de la conciencia humana

Investigadores del Hospital General de Massachusetts y del Hospital Infantil de Boston llevaron a cabo un estudio innovador en el que elaboraron un mapa de la red cerebral que desempeña un papel clave en la conciencia humana. Utilizando métodos avanzados de visualización de alta resolución, el equipo descubrió rutas previamente desconocidas que conectan diversas áreas del cerebro, formando lo que se denomina «red arterial ascendente por defecto» (DAAN). Esta red juega un papel importante en el mantenimiento del estado de vigilia y en la integración de la excitación con la conciencia en estado de reposo.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Science Translational Medicine .

Comprender la conciencia humana, especialmente sus trastornos en estados como la coma, estado vegetativo y estados de mínima conciencia, ha sido durante mucho tiempo un desafío. La conciencia consta de dos componentes principales: la excitación, es decir, el estado de vigilia, y la conciencia, que incluye el contenido de la conciencia. Estos componentes pueden estar disociados, como ocurre en pacientes que muestran vigilia sin conciencia, por ejemplo, en estado vegetativo.

Los investigadores se esforzaron por llenar los vacíos en el conocimiento sobre las vías subcorticales que contribuyen a la excitación y cómo se integran con las vías corticales asociadas con la conciencia. El objetivo era proporcionar a los médicos mejores herramientas para identificar, predecir y facilitar la restauración de la conciencia en pacientes con graves traumatismos cerebrales.

Los datos para la investigación se obtuvieron de muestras ex vivo (postmortem) del cerebro de tres personas neurológicamente normales y de escaneos de resonancia magnética de 7 Tesla in vivo de 84 voluntarios sanos del proyecto Human Connectome. Las muestras ex vivo proporcionaron un mapa anatómico detallado, y los datos in vivo ayudaron a confirmar la conectividad funcional de estas vías anatómicas.

El descubrimiento clave de la investigación fue la identificación de 18 nodos dentro de la DAAN, que están interconectados a través de vías proyectivas específicas. Estas vías facilitan la conexión entre el tronco del encéfalo y las áreas cerebrales superiores, formando la base estructural para el mantenimiento de la vigilia.

El área tegmental ventral (VTA) atrajo especial atención, mostrando una extensa conectividad con la red cortical por defecto (DMN), que participa en la autoconciencia y otras funciones cognitivas superiores. Esto sugiere que las vías dopaminérgicas de la VTA son vitales para la modulación de la vigilia y su integración con la conciencia, proporcionando una base neuroanatómica para el estado consciente.

«Nuestro objetivo era crear un mapa de la red cerebral humana crítica para la conciencia y proporcionar a los médicos las mejores herramientas para identificar, predecir y facilitar la restauración de la conciencia en pacientes con graves traumatismos cerebrales», explicó el autor principal Brian Edlow, codirector del Departamento de Neurología del Hospital General de Massachusetts, vicedirector del Centro de Neurotecnología y Restauración Neurológica (CNTR) en el Hospital General de Massachusetts, profesor asociado de neurología en la Escuela de Medicina de Harvard e investigador becado por el Instituto Chen en el Hospital General de Massachusetts para 2023-2028.

Edlow continuó: «Nuestros hallazgos de conectividad proponen que la estimulación de las vías dopaminérgicas en el área tegmental ventral podría ayudar a los pacientes a salir del coma, ya que este nodo está conectado con muchas áreas del cerebro críticas para la conciencia».

La autora principal Hannah Kinney, profesora emérita del Hospital Infantil de Boston y de la Escuela de Medicina de Harvard, añadió que «las conexiones cerebrales humanas que hemos identificado pueden usarse como un mapa vial para una mejor comprensión de una amplia gama de trastornos neurológicos asociados con la conciencia alterada, desde el coma hasta las convulsiones y el síndrome de muerte súbita infantil (SMSI)».

A pesar de los avances revolucionarios, el estudio tiene sus limitaciones. El pequeño tamaño de la muestra de tres muestras de cerebro ex vivo requiere más investigaciones con muestras más grandes para confirmar estos resultados. Además, aunque la resolución de la visualización es alta, todavía es insuficiente para mapear axones individuales con precisión. Por lo tanto, los resultados deben considerarse como hipotéticos y no definitivos.