En la vida real, estamos constantemente bombardeados de múltiples estímulos que recibimos del entorno. No obstante, no le prestamos la misma cantidad de atención a todos los estímulos. Esta capacidad de filtrado nos permite concentrarnos de forma activa en determinadas cosas, en detrimento de otras.

Si bien la atención es uno de los procesos mentales que más se han estudiado a lo largo de la historia, hasta el momento se desconocían los mecanismos cerebrales que nos permiten concentrarnos en algo e ignorar el resto de los estímulos a los que estamos expuestos.

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Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Queensland, han identificado un mecanismo clave a nivel cerebral que nos permite concentrarnos al máximo en aquello que nos interesa.

Mecanismos cerebrales nos permiten concentrar nuestra atención en estímulos específicos

Teniendo en cuenta que a pesar del constante bombardeo de estimulación al que estamos expuestos, logramos mantener nuestra atención en aquellos estímulos que nos interesan, los científicos se han interesado por descubrir los mecanismos neuronales que nos permiten enfocarnos en determinados aspectos del entorno.

Hasta el momento, se sabía que la activación del neocórtex cerebral se modifica cuando nos concentramos en algo. En este caso, los cuerpos neuronales paralizan la señalización sincronizada entre ellos y empiezan a funcionar de forma desincronizada. Esto ayuda a que las neuronas respondan individualmente a la información sensorial de formas distintas.

Así, es posible concentrarse al máximo en un estímulo determinado, ignorando el resto. Al respecto, diversos estudios han demostrado el papel del sistema colinérgico sobre la coordinación de esta desincronización.

En particular, el sistema colinérgico se trata de grupos neuronales específicos que liberan un neurotransmisor llamado acetilcolina, haciendo conexiones de gran alcance en todo el encéfalo.

Sin embargo, este sistema no solo funciona como un interruptor maestro. Investigaciones recientes sugieren que el sistema colinérgico le permite al cerebro identificar las entradas sensoriales más destacadas para prestarles mayores niveles de atención. En pocas palabras, el sistema colinérgico le dice al cerebro cuáles estímulos merecen más atención.

Sobre la base de esto, se cree que este sistema es de gran importancia para las habilidades cognitivas del ser humano. De hecho, estudios experimentales han demostrado que su destrucción se traduce en déficits cognitivos.

La interacción entre el sistema colinérgico y las neuronas de salida nos permite concentrarnos

Nuestro cerebro nos ayuda a filtrar los estímulos, de forma que podemos concentrarnos en elementos específicos.

Si bien se tienen evidencias de la importancia del sistema colinérgico sobre procesos cognitivos como la atención, hasta la fecha no se sabía cuáles eran las neuronas de la corteza cerebral que recibían estimulación de esta estructura. En este sentido, un equipo de investigadores hipotetizó que las neuronas piramidales de la capa 5, también llamadas neuronas de salida del neocórtex, podrían ser de suma importancia en este proceso.

Para probar esto, los investigadores emplearon una técnica llamada optogenética, que les permitió modificar las neuronas del sistema colinérgico en un grupo de ratones, de forma que se activaban ante destellos de luz azul. De esta manera, ante el estímulo, fue posible observar la liberación de la acetilcolina.

Así, los investigadores examinaron de cerca las interacciones entre el sistema colinérgico y las neuronas de salida. Esto les permitió descubrir que si estas neuronas no estaban activadas, el funcionamiento del sistema colinérgico se inhibe.

Sin embargo, cuando las neuronas de salida recibían información excitatoria, el sistema colinérgico era capaz de aumentar su actividad de forma masiva. Esto sugiere que la interacción entre las neuronas de salida y el sistema colinérgico permiten establecer patrones de concentración específicos.

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Por tanto, todo parece indicar que el sistema colinérgico es crítico para este proceso, ya que permite que las neuronas de salida realicen cálculos de forma dependiente al estado de atención. Esto favorece cambios rápidos en nuestro estado de vigilancia y concentración.

Finalmente, los investigadores aseguran que estos resultados aportan información respecto a cómo la degeneración del sistema colinérgico asociada a determinadas enfermedades neurodegenerativas, afecta el funcionamiento cognitivo en el ser humano.

Referencia: A Dendritic Substrate for the Cholinergic Control of Neocortical Output Neurons, (2018). https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.11.035

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