Los neurocientíficos descubren dos diferencias cerebrales específicas relacionadas con cómo responden los cerebros durante las tareas

Un nuevo estudio realizado por neurocientíficos de la Universidad Estatal de Florida ha revelado diferencias cerebrales que pueden explicar por qué los humanos demuestran una variedad de habilidades y comportamientos cognitivos.

La investigación, realizada por un equipo multiinstitucional dirigido por la profesora asociada de Psicología y Neurociencia de la FSU Caterina Gratton y la técnica de investigación Ally Dworetsky, muestra que dos formas de diferencias individuales pueden predecir habilidades cognitivas, explicar diferencias de comportamiento e incluso identificar biomarcadores de enfermedades cerebrales.

«Descubrimos que, además de las diferencias cerebrales individuales ubicadas a lo largo de los límites de las regiones cerebrales, como el límite entre las regiones visuales y parietales del cerebro, las diferencias individuales también pueden ocurrir de manera diferente. Algunas variaciones están más alejadas de lo que se esperaría. esperar, apareciendo como islas», dijo Dworetsky, asistente de investigación en el Laboratorio Gratton y autor principal del estudio. «A estas las llamamos intrusiones ectópicas porque ocurren en lugares inesperados».

El estudio, en coordinación con colegas de la Universidad de Washington en St. Louis, la Facultad de Medicina Johns Hopkins, la Universidad de Oxford y la Universidad de Nebraska-Lincoln, es publicado en el diario Neurociencia de la naturaleza.

«Esta investigación reconceptualiza cómo pensamos acerca de cómo los cerebros pueden diferir entre sí y qué significan estas diferencias», dijo Gratton. «Además, esto nos ayuda a abordar nuevas preguntas de investigación, como cómo estas diferencias afectan el desarrollo del cerebro, los rasgos de comportamiento, el desarrollo de trastornos y más».

Con una comprensión más completa de lo que sucede en el cerebro, los investigadores pueden evaluar mejor los mecanismos subyacentes que hacen que los cerebros difieran entre sí, lo que respalda el estudio de trastornos y enfermedades cerebrales como la enfermedad de Parkinson, un área de investigación que Gratton ha perseguido durante años.

«Esta colaboración es una continuación de un estudio anterior sobre variantes similares a rasgos en las redes cerebrales funcionales humanas que se publicó en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias en 2019″, dijo Dworetsky. «El objetivo de estos estudios es comprender mejor cómo se manifiestan las diferencias individuales en el cerebro en las personas y reconceptualizar cómo la variabilidad en el cerebro puede vincularse con diferencias en la cognición y el comportamiento».

Este estudio reciente, titulado «Dos formas comunes y distintas de variación en las redes cerebrales funcionales humanas», es único en la forma en que aborda las variaciones de las redes cerebrales, porque trabajos anteriores sobre este tema trataron las diferencias individuales como equivalentes y principalmente vinculadas a cambios de límites entre las fronteras. de regiones cerebrales. Identificar diferencias individuales adicionales en forma de intrusiones ectópicas ayuda a los investigadores a comprender mejor cómo se manifiesta cada una de estas diferencias y cómo funciona normalmente el cerebro.

Al tomar medidas exhaustivas de los individuos, incluido el escaneo de los cerebros de los individuos 10 o más veces mediante resonancia magnética funcional, los investigadores pueden identificar de manera confiable estas ubicaciones y obtener caracterizaciones más detalladas en relación con lo que es posible con enfoques más típicos. Estos datos se utilizaron para desarrollar métodos que identifiquen los cambios fronterizos y las intrusiones ectópicas.

«Lo que encontramos al observar los datos es que las variantes ectópicas son un fenómeno bastante común; es más frecuente de lo que esperábamos tener estas ubicaciones inusuales de variaciones», dijo Gratton. «Esto significa que debemos pensar en los mecanismos sobre cómo el cerebro puede diferir que pueden causar cambios de largo alcance tanto en la conectividad como en la función entre diferentes regiones del cerebro».

Dworetsky, que obtuvo su licenciatura en 2018 en la Universidad de Washington en St. Louis y se unió al Gratton Lab en 2020, trabajó para demostrar que tanto los cambios fronterizos como las variantes ectópicas también difieren en muchos aspectos: están ubicados en diferentes partes del cerebro, se interconectan con diferentes sistemas cerebrales y difieren entre muestras que son genéticamente similares.

«Aprendimos que separar los cambios de fronteras y las intrusiones ectópicas puede ser muy informativo para nuestra comprensión de cómo ocurren estas diferencias individuales en nuestro cerebro y también lo que pueden decirnos sobre cómo funciona el cerebro», dijo Dworetsky.

Con miembros del equipo de instituciones colaboradoras que se especializan en diversos análisis, que van desde el uso de técnicas de aprendizaje automático para predecir variables demográficas y de comportamiento, desde datos cerebrales hasta heredabilidad y análisis genético, los investigadores pudieron comprender mejor los factores genéticos y ambientales y cómo se desempeñan en el manifestación de diferencias cerebrales.

«Planeamos profundizar en las variables cognitivas que predecimos que se verán afectadas por estas diferencias, especialmente para ver si estas diferencias pueden ser predictivas en ciertos trastornos cerebrales», dijo Gratton sobre la investigación prospectiva.