Un estudio revela cómo diferentes áreas del cerebro procesan información cognitiva y motora

Un estudio llevado a cabo por grupos de investigación de la Universidad Pablo de Olavide y de la Universidad Autónoma de Barcelona ha revelado cómo diferentes áreas del cerebro se especializan en tareas cognitivas (mentales) o motoras (de movimiento), proporcionando una comprensión más profunda de cómo el cerebro organiza y ejecuta diferentes tipos de actividades.

Los equipos científicos emplearon tareas experimentales del tipo GO/noGO (IR/noIR) en ratas de laboratorio, que permiten evaluar tanto los procesos de toma de decisiones como la capacidad de suprimir una acción específica según el contexto, así como separar actividades puramente cognitivas (que no implican movimiento alguno) de otras que suponen la resolución de un problema junto con la realización de los comportamientos necesarios para su implementación.

En el estudio, las ratas de laboratorio tuvieron que discriminar entre dos estímulos visuales diferentes (GO o noGO) mostrados en la pantalla de un iPad. 

Con el objetivo de registrar la actividad eléctrica del cerebro en respuesta a determinados estímulos, las ratas tenían que diferenciar entre dos estímulos visuales (GO y noGo) mostrados en la pantalla de un iPad. Si el estímulo era GO, las ratas debían tocar la pantalla para recibir una recompensa en forma de pequeñas bolitas de comida. Si el estímulo era noGO, no debían tocar la pantalla. Así, pudieron registrar y analizar los potenciales eléctricos registrados en diversas estructuras corticales y subcorticales cerebrales cuando los estímulos visuales se mostraban en la pantalla táctil y durante las actividades posteriores.

Para medir la actividad cerebral durante esta tarea, se implantaron electrodos en diferentes partes del cerebro de las ratas, incluyendo la corteza prelímbica, la corteza motora primaria, el núcleo accumbens septi, la amígdala basolateral, el estriado dorsolateral y dorsomedial, el CA1 del hipocampo y el núcleo talámico mediodorsal. Todas ellas estructuras cerebrales relacionas bien con funciones de tipo cognitivo o mental o bien con ejecutivas y comportamentales.

José María Delgado y Agnès Gruart.

Los análisis de frecuencia de los electroencefalogramas registrados demostraron que la corteza prelímbica, ubicada en la corteza prefrontal, participa selectivamente en el procesamiento cognitivo y motivacional de la tarea de aprendizaje, pero no en la ejecución de conductas dirigidas a la obtención de la recompensa. Además, las otras estructuras registradas presentaron tendencias específicas a involucrarse en estos dos tipos de actividad cerebral en respuesta a la presentación de estímulos GO o noGO. Los análisis espectrales, los espectrogramas y la coherencia entre las áreas cerebrales registradas indican su participación específica en las tareas GO frente a noGO.

Los resultados obtenidos permiten determinar con precisión cómo distintos circuitos cerebrales son capaces de elaborar funciones puramente cognitivas o mentales, frente a otras que implican la ejecución de tareas motoras. Estos hallazgos pueden tener implicaciones importantes para futuras investigaciones en neurociencia y en el tratamiento de trastornos neurológicos.

El estudio ha sido publicado en la revista Cerebral Cortex por Agnès Gruart y José M. Delgado García, investigadores de la División de Neurociencias de la Universidad Pablo de Olavide, en colaboración con el grupo Neuro-Com (doctores Celia Andreu-Sánchez y Miguel Ángel Martín Pascual) de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Referencias

Muñoz-Redondo C, Parras GG, Andreu-Sánchez C, Martín-Pascual MÁ, Delgado-García JM, Gruart A. Functional states of prelimbic and related circuits during the acquisition of a GO/noGO task in rats. Cerebral Cortex. 34(7):bhae271. 2024.

doi: 10.1093/cercor/bhae271.