Un equipo de investigadores perteneciente al Laboratorio de Neurociencia Clínica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha formado parte de un estudio de alcance internacional que ha logrado desvelar el sofisticado mecanismo que el cerebro humano emplea para prepararse antes de que ocurra un evento impredecible. Este sistema, descrito por los científicos como un "radar" contra la incertidumbre, permite al organismo optimizar su respuesta ante estímulos que no pueden ser anticipados.
Los resultados de esta investigación han sido publicados en la prestigiosa revista especializada 'Nature Neuroscience'. El estudio expone que la pieza fundamental de este sistema de alerta temprana se localiza en el hipocampo. Esta estructura, situada en las profundidades del cerebro, ha sido reconocida tradicionalmente en la literatura médica y científica por su papel crucial en el almacenamiento de los recuerdos. Sin embargo, este nuevo trabajo demuestra que el hipocampo cumple una función adicional y dinámica en la gestión de la incertidumbre.
Según la investigación, el hipocampo emite ráfagas de actividad eléctrica extremadamente rápidas, técnicamente denominadas 'ripples' u ondulaciones de alta frecuencia. Estas ráfagas no ocurren de manera aleatoria, sino que actúan como un filtro estratégico que se proyecta sobre la corteza visual, preparando el terreno para procesar la información entrante de manera más eficiente.
Para comprender el funcionamiento de este proceso, el equipo liderado en parte por Bryan Strange, director del laboratorio de la UPM y coautor del estudio, diseñó un experimento basado en la percepción visual. A los participantes se les presentó una secuencia de imágenes compuestas por diversos patrones visuales. Strange explicó que el diseño experimental permitía contrastar dos escenarios: algunos flujos de imágenes eran totalmente predecibles, mientras que otros se caracterizaban por ser caóticos y presentar un alto grado de incertidumbre.
A través de este método, los investigadores pudieron corroborar que la respuesta cerebral ante la incertidumbre se articula en un proceso preciso de tres pasos. El primer paso consiste en la detección del caos. En el momento en que el entorno se vuelve impredecible, el hipocampo lo identifica de forma inmediata. Como consecuencia de esta detección, la estructura comienza a disparar las mencionadas 'ripples' con una frecuencia y duración significativamente mayores, y lo hace mucho antes de que el siguiente estímulo visual llegue a los ojos del sujeto.
El segundo paso ocurre cuando estas ondas eléctricas viajan desde el hipocampo hasta la corteza visual. Una vez allí, su función es suprimir la actividad de las ondas gamma, que son las que están asociadas con la incertidumbre del entorno. Bryan Strange señala que, al "silenciar" este ruido de fondo, el cerebro logra optimizarse, eliminando las interferencias que podrían ralentizar la respuesta cognitiva.
Finalmente, el tercer paso se manifiesta cuando aparece el estímulo visual sorprendente o no esperado. Gracias a la preparación previa ejercida por los 'ripples', el cerebro reacciona con una velocidad muy superior a la normal. En esta fase, la actividad previa modula las respuestas gamma de "error de predicción" en las áreas visuales de nivel superior, específicamente en la corteza fusiforme. Esto permite que la respuesta final sea no solo más rápida, sino también más fuerte y eficiente.
Para alcanzar estas conclusiones con rigor científico, los investigadores utilizaron registros intracraneales directos. Mediante el uso de electrodos implantados en el cerebro humano, fue posible medir de forma simultánea la actividad eléctrica tanto en el hipocampo como en la corteza visual de los participantes, proporcionando una evidencia empírica del flujo de información entre ambas regiones.
Más allá del descubrimiento básico sobre el funcionamiento cerebral, este hallazgo tiene implicaciones clínicas potenciales. Bryan Strange ha indicado que este mecanismo de comunicación podría servir como un biomarcador fundamental para el diagnóstico temprano de diversas patologías. Específicamente, podría utilizarse en enfermedades neurológicas o psiquiátricas donde la comunicación entre el hipocampo y la corteza se encuentra alterada, citando como ejemplos el Alzheimer, la esquizofrenia y la epilepsia.
