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Arrastre de ondas cerebrales

El arrastre de ondas cerebrales , también conocido como sincronización de ondas cerebrales o arrastre neuronal , se refiere a la observación de que las ondas cerebrales (oscilaciones eléctricas a gran escala en el cerebro) se sincronizarán naturalmente con el ritmo de estímulos externos periódicos, como luces parpadeantes, [1] habla, [2] música, [3] o estímulos táctiles.

Como los diferentes estados de conciencia pueden asociarse con diferentes frecuencias de ondas cerebrales dominantes, [4] se plantea la hipótesis de que la sincronización de ondas cerebrales podría inducir un estado deseado. Los investigadores han descubierto, por ejemplo, que la sincronización acústica de ondas delta en el sueño de ondas lentas tuvo el efecto funcional de mejorar la memoria en sujetos sanos. [5]

Oscilación neuronal

Las oscilaciones neuronales son una actividad electroquímica rítmica o repetitiva en el cerebro y el sistema nervioso central . [6] Dichas oscilaciones se pueden caracterizar por su frecuencia , amplitud y fase . El tejido neuronal puede generar una actividad oscilatoria impulsada por mecanismos dentro de las neuronas individuales , así como por interacciones entre ellas. También pueden ajustar la frecuencia para sincronizarse con la vibración periódica de estímulos acústicos o visuales externos . [7] [8]

La actividad de las neuronas genera corrientes eléctricas y la acción sincrónica de los conjuntos neuronales de la corteza cerebral, que comprenden un gran número de neuronas , produce oscilaciones macroscópicas . Estos fenómenos pueden ser monitoreados y documentados gráficamente mediante un electroencefalograma (EEG). Las representaciones EEG de esas oscilaciones se denominan típicamente "ondas cerebrales" en el lenguaje común. [9] [10]

La técnica de registrar la actividad eléctrica neuronal dentro del cerebro a partir de lecturas electroquímicas tomadas del cuero cabelludo se originó con los experimentos de Richard Caton en 1875, cuyos hallazgos fueron desarrollados en el EEG por Hans Berger a fines de la década de 1920.

Oscilación neuronal y funciones cognitivas

El papel funcional de las oscilaciones neuronales aún no se comprende completamente; [11] sin embargo, se ha demostrado que se correlacionan con las respuestas emocionales, el control motor y una serie de funciones cognitivas que incluyen la transferencia de información, la percepción y la memoria. [12] [13] [14] Específicamente, las oscilaciones neuronales, en particular la actividad theta , están ampliamente vinculadas a la función de la memoria, y el acoplamiento entre la actividad theta y gamma se considera vital para las funciones de la memoria, incluida la memoria episódica . [15] [16] [17]

Etimología

El término arrastre se deriva originalmente de la teoría de sistemas complejos . La teoría explica la forma en que dos o más osciladores independientes y autónomos con diferentes ritmos o frecuencias , cuando se sitúan en proximidad donde pueden interactuar durante el tiempo suficiente, se influyen mutuamente, en un grado que depende de la fuerza de acoplamiento . Luego se ajustan hasta que ambos oscilan con la misma frecuencia. Algunos ejemplos incluyen el arrastre mecánico o la sincronización cíclica de dos secadoras de ropa eléctricas colocadas muy cerca, y el arrastre biológico evidente en la iluminación sincronizada de las luciérnagas . [18]

El arrastre es un concepto identificado por primera vez por el físico holandés Christiaan Huygens en 1665, quien descubrió el fenómeno durante un experimento con relojes de péndulo : los puso en movimiento y descubrió que cuando regresó al día siguiente, el balanceo de sus péndulos se había sincronizado. [19]

Este arrastre se produce porque se transfieren pequeñas cantidades de energía entre los dos sistemas cuando están desfasados ​​de tal manera que se produce una retroalimentación negativa . A medida que asumen una relación de fase más estable, la cantidad de energía se reduce gradualmente hasta cero, y los sistemas de mayor frecuencia se desaceleran y los otros se aceleran. [20]

El término "sincronización" se ha utilizado para describir una tendencia compartida por muchos sistemas físicos y biológicos a sincronizar su periodicidad y ritmo a través de la interacción. Esta tendencia se ha identificado como específicamente pertinente para el estudio del sonido y la música en general, y de los ritmos acústicos en particular. Los ejemplos más conocidos de sincronización neuromotora con estímulos acústicos se observan en el golpeteo espontáneo del pie o de los dedos al ritmo de una canción .

Las ondas cerebrales, u oscilaciones neuronales , comparten los componentes fundamentales con las ondas acústicas y ópticas , incluyendo la frecuencia, la amplitud y la periodicidad. En consecuencia, el descubrimiento de Huygens precipitó la investigación [ cita requerida ] sobre si la actividad eléctrica sincrónica de los conjuntos neuronales corticales podría no solo alterarse en respuesta a estímulos acústicos u ópticos externos , sino también sincronizar su frecuencia con la de un estímulo específico. [21] [22] [23] [24]

El arrastre de ondas cerebrales es un coloquialismo para "arrastre neuronal", [25] que es un término utilizado para denotar la forma en que la frecuencia agregada de oscilaciones producidas por la actividad eléctrica sincrónica en conjuntos de neuronas corticales puede ajustarse para sincronizarse con la vibración periódica de estímulos externos, como una frecuencia acústica sostenida percibida como tono , un patrón de sonidos intermitentes que se repite regularmente, percibido como ritmo, o de una luz intermitente rítmicamente regular.

Véase también

Referencias

  1. ^ Notbohm, Annika; Kurths, Jürgen; Herrmann, Christoph S. (2016). "La modificación de las oscilaciones cerebrales mediante estimulación luminosa rítmica proporciona evidencia de sincronización, pero no de superposición de respuestas relacionadas con eventos". Frontiers in Human Neuroscience . 10 : 10. doi : 10.3389/fnhum.2016.00010 . ISSN  1662-5161. PMC  4737907 . PMID  26869898.
  2. ^ Ding, Nai; Simon, Jonathan Z. (2014). "Entrenamiento cortical para el habla continua: roles funcionales e interpretaciones". Frontiers in Human Neuroscience . 8 : 311. doi : 10.3389/fnhum.2014.00311 . ISSN  1662-5161. PMC 4036061 . PMID  24904354. 
  3. ^ Thaut, Michael H. (1 de enero de 2015), Altenmüller, Eckart; Finger, Stanley; Boller, François (eds.), "Capítulo 13 - El descubrimiento del entrenamiento auditivo-motor humano y su papel en el desarrollo de la musicoterapia neurológica", Progress in Brain Research , Música, neurología y neurociencia: evolución, el cerebro musical, afecciones médicas y terapias, 217 , Elsevier: 253–266, doi : 10.1016/bs.pbr.2014.11.030, ISBN 9780444635518, PMID  25725919 , consultado el 1 de diciembre de 2021
  4. ^ Cantor, David S.; Evans, James R. (18 de octubre de 2013). Neuroterapia clínica: aplicación de técnicas para el tratamiento. Academic Press. ISBN 9780123972910.
  5. ^ Diep, Charmaine; Ftouni, Suzanne; Manousakis, Jessica E; Nicholas, Christian L; Drummond, Sean PA; Anderson, Clare (6 de noviembre de 2019). "La mejora del sueño mediante ondas acústicas lentas a través de un nuevo dispositivo automatizado mejora la función ejecutiva en hombres de mediana edad". Sleep . 43 (1). doi : 10.1093/sleep/zsz197 . ISSN  0161-8105. PMID  31691831.
  6. ^ Buzsáki, György. «oscilación neuronal | Definición, tipos y sincronización». Encyclopædia Britannica . Consultado el 7 de enero de 2021 .
  7. ^ Niedermeyer E. y da Silva FL, Electroencefalografía: principios básicos, aplicaciones clínicas y campos relacionados. Lippincott Williams & Wilkins, 2004.
  8. ^ "Neurofeedback en el Distrito Capital".Sábado, 30 de julio de 2022
  9. ^ da Silva FL (1991). "Mecanismos neuronales subyacentes a las ondas cerebrales: de las membranas neuronales a las redes". Electroencefalografía y neurofisiología clínica . 79 (2): 81–93. doi :10.1016/0013-4694(91)90044-5. PMID  1713832.
  10. ^ Cooper R, Winter A, Crow H, Walter WG (1965). "Comparación de la actividad subcortical, cortical y del cuero cabelludo utilizando electrodos permanentes en el hombre". Electroencefalografía y neurofisiología clínica . 18 (3): 217–230. doi :10.1016/0013-4694(65)90088-x. PMID  14255050.
  11. ^ Llinas, RR (2014). "Propiedades eléctricas intrínsecas de las neuronas de mamíferos y la función del SNC: una perspectiva histórica". Front Cell Neurosci . 8 : 320. doi : 10.3389/fncel.2014.00320 . PMC 4219458 . PMID  25408634. 
  12. ^ Fries P (2005). "Un mecanismo para la dinámica cognitiva: comunicación neuronal a través de la coherencia neuronal". Tendencias en Ciencias Cognitivas . 9 (10): 474–480. doi :10.1016/j.tics.2005.08.011. PMID  16150631. S2CID  6275292.
  13. ^ Fell J, Axmacher N (2011). "El papel de la sincronización de fases en los procesos de memoria". Nature Reviews Neuroscience . 12 (2): 105–118. doi :10.1038/nrn2979. PMID  21248789. S2CID  7422401.
  14. ^ Schnitzler A, Gross J (2005). "Comunicación oscilatoria normal y patológica en el cerebro". Nature Reviews Neuroscience . 6 (4): 285–296. doi :10.1038/nrn1650. PMID  15803160. S2CID  2749709.
  15. ^ Buszaki G (2006). Ritmos del cerebro . Oxford University Press.
  16. ^ Nyhus, E; Curran T (junio de 2010). "Papel funcional de las oscilaciones gamma y theta en la memoria episódica". Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 34 (7): 1023–1035. doi :10.1016/j.neubiorev.2009.12.014. PMC 2856712 . PMID  20060015. 
  17. ^ Rutishauser U, Ross IB, Mamelak AN, Schuman EM (2010). "La fuerza de la memoria humana se predice mediante el bloqueo de fase de frecuencia theta de neuronas individuales" (PDF) . Nature . 464 (7290): 903–907. Bibcode :2010Natur.464..903R. doi :10.1038/nature08860. PMID  20336071. S2CID  4417989.
  18. ^ Néda Z, Ravasz E, Brechet Y, Vicsek T, Barabsi AL (2000). "Proceso de autoorganización: el sonido de muchas manos aplaudiendo". Nature . 403 (6772): 849–850. arXiv : cond-mat/0003001 . Bibcode :2000Natur.403..849N. doi :10.1038/35002660. PMID  10706271. S2CID  4354385.
  19. ^ Pantaleone J (2002). "Sincronización de metrónomos". American Journal of Physics . 70 (10): 992–1000. Código Bibliográfico :2002AmJPh..70..992P. doi :10.1119/1.1501118.
  20. ^ Bennett, M., Schatz, MF, Rockwood, H. y Wiesenfeld, K., Los relojes de Huygens. Actas: Matemáticas, Ciencias Físicas e Ingeniería, 2002, págs. 563-579.
  21. ^ Will, U., y Berg, E., "Sincronización de ondas cerebrales y arrastre a estímulos periódicos" Neuroscience Letters , Vol. 424, 2007, págs. 55-60.
  22. ^ Cade, GM y Coxhead, F., La mente despierta, la biorretroalimentación y el desarrollo de estados superiores de conciencia. Nueva York, NY: Delacorte Press, 1979.
  23. ^ Neher, A., "Conducción auditiva observada con electrodos en el cuero cabelludo en sujetos normales. Electroencefalografía y neurofisiología clínica , vol. 13, 1961, págs. 449-451.
  24. ^ Zakharova, NN y Avdeev, VM, "Cambios funcionales en el sistema nervioso central durante la percepción musical. Zhurnal vysshei nervnoi deiatelnosti imeni IP Pavlova Vol. 32, No. 5, 1981, págs. 915-924.
  25. ^ Obleser , J., Kayser, C., "Entrenamiento neuronal y selección atencional en el cerebro que escucha", Trends in Cognitive Sciences , vol. 23, n.º 11, 913-926

Lectura adicional

Enlaces externos