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» » Las ondas cerebrales se propagan a través de un débil campo eléctrico

Referencia: Science Daily.com . 14 de enero 2016
"Brain waves may be spread by weak electrical field"
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Los investigadores pueden haber encontrado una nueva manera de cómo se comunica la información a través del cerebro. Su descubrimiento podría conducir a la identificación de posibles nuevos objetivos a la hora de investigar las ondas cerebrales asociadas con la memoria y la epilepsia, a fin de comprender mejor una fisiología saludable.

Ellos registraron picos neuronales que viajan a una velocidad demasiado lenta para los mecanismos conocidos de circulación por todo el cerebro. La única explicación, dicen los científicos, es que la onda se propaga a través de un leve campo eléctrico que podían detectar. El modelado por ordenador y los ensayos in vitro apoyan su teoría.

"Otros han estado trabajando en este tipo de fenómenos desde hace décadas, pero nadie ha hecho nunca estas conexiones", dijo Steven J. Schiff, director del Center for Neural Engineering en la Universidad Estatal de Pensilvania, que no participó en el estudio. "Las implicaciones son que tales campos dirigidos pueden utilizarse para modular las actividades patológicas, como convulsiones, y para interactuar con los ritmos cognitivos que ayudan a regular una variedad de procesos en el cerebro."

Los científicos, Dominique Durand, Elmer Lincoln Lindseth, profesor de Ingeniería Biomédica en la Case School of Engineering, y el líder de la investigación, el ex estudiante de posgrado Chen Sui, así como los estudiantes de doctorado actuales Rajat Shivacharan y Mingming Zhang, informan sobre estos hallazgos en el Journal of Neuroscience.

"Ellos pensaban que los campos eléctricos endógenos del cerebro son demasiado débiles para propagar la transmisión de onda", aclaró Durand. "Pero parece que el cerebro puede utilizar estos campos para comunicarse sin transmisiones sinápticas, huecos de unión o difusión."

Cómo trabajan estos pequeños campos

El modelado por ordenador y las pruebas en hipocampos de ratones (la parte central del cerebro asociada con la memoria y la navegación espacial), en el laboratorio, indican que el campo comienza en una célula o grupo de células.

Aunque el campo eléctrico es de baja amplitud, el campo excita y activa a sus vecinos inmediatos, los cuales, a su vez, excitan y activan a sus otros vecinos inmediatos, y así sucesivamente a través de todo el cerebro, a una velocidad de aproximadamente 0,1 metros por segundo.

Al bloquear el campo eléctrico endógeno en el hipocampo del ratón e incrementaron la distancia entre las células en el modelo de ordenador, ambas medidas ralentizaron la velocidad de la onda.

Estos resultados, dicen los investigadores, confirman que el mecanismo de propagación de la actividad es consistente con el campo eléctrico.

Debido a que las ondas de sueño y las ondas theta (que están asociadas con la formación de recuerdos durante el sueño) y las ondas de convulsiones epilépticas viajan a aproximadamente 1 metro por segundo, los investigadores están ahora investigando si los campos eléctricos juegan un papel en la fisiología normal y en la epilepsia.

Si es así, se tratará de discernir qué tipo de información pueden portar dichos campos. El laboratorio de Durand también está investigando de dónde vienen los picos endógenos.

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-Imagen: registros neuronales bioeléctricos. Crédito:  © ra2 studio / Fotolia
-Fuente: Case Western Reserve University, vía EurekAlert.org .
-Publicación: C. Qiu, R. S. Shivacharan, M. Zhang, D. M. Durand. Can Neural Activity Propagate by Endogenous Electrical Field? Journal of Neuroscience, 2015; 35 (48): 15800 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1045-15.2015 .

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