Comprender el funcionamiento del encéfalo con métodos invasivos
El tálamo es una pequeña estructura ubicada en el centro del encéfalo y es responsable de la transmisión de información estableciendo conexiones clave como la que une la retina con la corteza visual. Si bien muchos investigadores sostienen que el tálamo participa en procesos más complejos, demostrarlo ha representado un reto inveterado. «El tálamo es una estructura de difícil acceso —explica el coordinador del proyecto DirectThalamus(se abrirá en una nueva ventana), Tobias Staudigl, de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich(se abrirá en una nueva ventana) (Alemania)—. Tampoco es una estructura uniforme: sus distintas partes se comunican con diferentes zonas de la corteza cerebral». Ello dificulta sobremanera efectuar análisis y mediciones del tálamo humano con métodos no invasivos y, por ende, esta estructura del encéfalo continúa siendo hoy en día una gran desconocida.
El papel del tálamo en las funciones cognitivas
Aquí es donde entra en juego el proyecto DirectThalamus. Gracias al respaldo del Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Staudigl y su equipo se propusieron emplear técnicas de electroencefalografía intracraneal (EEGi) y, a continuación, combinar los resultados obtenidos con otras fuentes de datos. De este modo, pretendían esclarecer el papel del tálamo en las funciones cognitivas. En los seres humanos, la EEGi solo se lleva a cabo durante procedimientos médicos que implican la colocación de electrodos directamente sobre el encéfalo medir su actividad eléctrica. Este método se emplea sobre todo para determinar dónde se originan las convulsiones en personas con epilepsia. Sin embargo, el equipo de DirectThalamus emplea electrodos implantados para la terapia de estimulación cerebral profunda. Staudigl utilizó esta técnica para registrar y estimular de forma directa la actividad talámica en pacientes. «Logramos caracterizar algunos aspectos muy básicos de la electrofisiología del encéfalo, algo que de otro modo no habría sido posible —comenta el investigador—. Por ejemplo, analizamos los ritmos del sueño. Hay ciertas oscilaciones en fases específicas del sueño que se cree se originan en el tálamo, pero muchos aspectos de estos ritmos se desconocen por completo, sobre todo en los seres humanos».
Oscilaciones cerebrales en el núcleo central del tálamo
Staudigl y su equipo caracterizaron estas oscilaciones y descubrieron que algunos ritmos talámicos influyen de hecho en los ritmos corticales; es decir, el tálamo parece ejercer un papel predominante en situaciones en las que los modelos tradicionales asumían que la corteza cerebral era la responsable. «Además, identificamos por primera vez una oscilación cerebral en el núcleo central del tálamo, un hallazgo muy emocionante», observa Staudigl. «Lo interesante es que este ritmo se observa durante el estado de vigilia y el sueño de movimientos oculares rápidos (REM), pero no durante no REM, siendo un ritmo que podría conectar estos dos estados de conciencia».
Tratamiento de la epilepsia y otros trastornos neurológicos
El proyecto representa un hito, ya que proporciona pruebas convincentes de que el tálamo no solo se limita a transmitir información. Así las cosas, Staudigl admite que aún queda mucho trabajo de investigación fundamental por delante en este campo. «Los datos están ahí, y ahora hay que sacarles provecho y describirlos con detalle —agrega el investigador—. Esto nos ofrecerá una visión más completa de la neurociencia y nos ayudará a superar el sesgo centrado exclusivamente en la corteza cerebral». Staudigl también está interesado en examinar el potencial terapéutico que ofrece una mejor comprensión del funcionamiento del encéfalo. Identificar áreas específicas que puedan ser moduladas podría, en el futuro, mejorar el tratamiento de la epilepsia y otros trastornos neurológicos.
