Estás en reunión con un amigo en una concurrida cafetería. ¿Sus ojos son la sala de exploración, como un centro de atención itinerante, pasando de cara a cara, o de tomar en toda la escena, con la esperanza de que la cara de su amigo aparecerá en usted? ¿Y qué, de hecho, determina qué tan rápido puede escanear la habitación?

Los investigadores del MIT y  del Instituto Picower para el aprendizaje y la memoria dicen que es más probable que la sala de exploración, pasando de cara a cara como usted busca a su amigo. Además, el calendario de estos saltos parece estar determinado por las oleadas de actividad en el cerebro que actúan como un reloj. El estudio, que aparece en la cuestión del 13 de agosto de la revista Neuron, arroja una nueva luz sobre un debate de larga data entre los neurólogos sobre cómo el sistema visual selecciona un objeto de interés en un complejo escenario.

En el estudio, a los monos se les encomendó la tarea de búsqueda de algo en particular, inclinada, de color entre un campo de barras de bares en una pantalla de ordenador. Por el control de la actividad de las neuronas en tres de las regiones del cerebro en los animales los investigadores encontraron que los monos espontáneamente habían cambiado su atención en una secuencia, como un movimiento de relieve que saltó de un lugar a otro.

Lo que es más, el estudio demostró que las ondas cerebrales actúan como una especie de reloj incorporado en que proporciona un marco para cambiar la atención de un lugar a otro. El trabajo podría tener implicaciones para la comprensión o el tratamiento del trastorno por déficit de atención o incluso pueden acelerar el ritmo de la cognición en el cerebro.

“Durante muchos años, los neurocientíficos han estado debatiendo sobre si las teorías que compiten los seres humanos y animales la búsqueda visual espontánea de los elementos de una escena en una serie o en paralelo de forma”, dijo el autor principal Earl K. Miller, profesor de la Picower Neurociencia. “El nuestro es el primer estudio basado en pruebas directas de la actividad neurofisiológica”.

Como un reloj

La actividad en el cerebro va y viene en olas, entre los estados de alta y baja actividad . Los investigadores han venido registrando las ondas cerebrales de más de 100 años y, aunque creo que desempeñan funciones en la memoria de trabajo, la toma de decisiones y la comunicación entre regiones del cerebro, nadie está seguro de su papel exacto en la función cerebral. Este trabajo propone un nuevo papel para las ondas cerebrales – uno en el que están directamente implicados en el procesamiento del cerebro.

El co-autor asociado y postdoctoral Timothy J. Buschman del Instituto Picower encontró que el centro de atención de la mente el ojo de atención pasó a 25 veces por segundo y que este proceso de cambio se rige por las ondas cerebrales. “Este es uno de los primeros ejemplos de cómo las ondas cerebrales juegan un papel específico en los cálculos cognitivos”, dijo Buschman.

“Se regula el flujo de la información sensorial en el cerebro y se vierte como un arroyo manejable. En particular, un montón de diferentes áreas del cerebro están involucradas en la visión. Si todos que competírian a la vez, sería el caos”, dijo Miller. “Las ondas cerebrales que pueden proporcionar el reloj que le dice al cerebro cuando a cambio de su atención por parte de un estímulo a otro. Oscilante las ondas cerebrales pueden proporcionar una forma a varias regiones de todo el cerebro para estar en la misma página al mismo tiempo – muy similar a la manera que los equipos utilizan un reloj interno para sincronizar los diferentes componentes de su interior. ”

Los investigadores el “siguiente paso es ampliar su búsqueda en el cerebro más allá de la función de la onda visual. Tienen la esperanza de descubrir si las ondas cerebrales son específicas de la función visual o actúan como un “reloj general” para el cerebro.

Los investigadores han encontrado que en el experimento con los monos, la velocidad a la que los animales eran buscados en relación con la velocidad de sus ondas cerebrales. Cuando el reloj marcó más rápido, los animales “pensamiento” más rápido. Esto implica que puede ser posible cambiar la velocidad de la cognición si los investigadores pueden aprender a manipular artificialmente las ondas cerebrales. En estudios separados fuera del MIT, los investigadores están estudiando la correlación entre las ondas cerebrales “velocidad del reloj” en los seres humanos y la velocidad a la que somete la atención de una tarea a otra.

Este trabajo es apoyado por la National Science Foundation y el National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

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