¿Cómo trabaja el cerebro?: científicos describen por primera vez el "espacio de trabajo global"

Neurocientíficos de las universidades Pompeu Fabra (UPF) de la ciudad española de Barcelona, de Oxford (Reino Unido) y de Aarhus (Dinamarca) describieron por primera vez el "espacio de trabajo global" que dirige todas las funciones del cerebro humano, las áreas cerebrales que ejercen de directoras y coordinadoras de la cognición.

 

La investigación, que publica la revista 'Nature Human Behavior', utilizó un gran conjunto de datos de más de 1.000 personas con grabaciones de imágenes de resonancia magnética funcionales (fMRI) y sus hallazgos aportan una nueva luz sobre la naturaleza de la conciencia humana.

 

Según explicó el profesor de investigación de la UPF Gustavo Deco, hasta ahora se creía que el cerebro, que funciona como una orquesta de música bien afinada, era dirigida por un director que organizaba las diferentes regiones cerebrales para que cumpliera cada una su función y cohesionar todo el funcionamiento cognitivo.

 

Aunque algunos teóricos habían propuesto que el cerebro humano es similar a una orquesta y que está organizado jerárquicamente, pero que es improbable que haya un solo director, en 1988 el psicólogo Bernard Baars propuso el concepto de un "espacio de trabajo global", donde la información se integra en un pequeño grupo de "conductores" antes de ser transmitida a todo el cerebro. 

 

Esta teoría aporta una solución a cómo la organización jerárquica permite al cerebro orquestar la función y el comportamiento organizando el flujo de información y los cálculos subyacentes necesarios para la supervivencia.

 

También los neurocientíficos Stanislas Dehaene y Jean-Pierre Changeux propusieron la hipótesis del "espacio de trabajo neuronal global" en el que las áreas perceptivas, motoras, de atención, memoria y asociativas se interconectan para formar una espacio unificado de nivel superior en el que la información se comparte y se retransmite a procesadores de nivel inferior.

 

 

"Más coloquialmente, el espacio de trabajo global del cerebro se parece, pues, a un pequeño conjunto básico de personas responsables de una organización, como un grupo de muchos directores dirigiendo una orquesta musical", comentó Deco.

 

Hasta ahora no se sabía dónde y cómo tenía lugar esta orquestación del cerebro humano, pero esta investigación descubre efectivamente la existencia de un grupo funcional de regiones cerebrales que encarnan este "espacio de trabajo global".

 

Este descubrimiento surgió de la colaboración internacional de los profesores Gustavo Deco, del Centro Cerebro y Cognición (CBC) de la UPF, y Morten L. Kringelbach, del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford y del Center for Music in the Brain de la Universidad de Aarhus (Dinamarca).

 

Según Deco, "para identificar el espacio de trabajo global, determinamos el flujo de información entre las regiones cerebrales mediante un marco de entropía de transferencia dirigida normalizada aplicada a los datos de neuroimagen multimodal de un gran grupo de participantes sanos". 

 

"Esto reveló por primera vez un conjunto de regiones cerebrales únicas que orquestan información a partir de sistemas de memoria perceptiva, a largo plazo, de evaluación y de atención en muchas tareas diferentes y confirmamos la significación causal y la robustez de nuestros resultados mediante la lesión sistemática de un modelo generativo computacional de cerebro entero", detalla Deco.

 

Kringelbach explica en un comunicado que el descubrimiento "arroja luz sobre un problema desafiante importante no resuelto en neurociencia". 

 

"Aunque los resultados pertenecen al espacio de trabajo global de procesamiento consciente de tareas, el trabajo futuro podría utilizar nuestro marco para investigar otros estados como el sueño y la anestesia, permitiendo una comparación directa con otras teorías de la conciencia, y también se puede usar para investigar trastornos neuropsiquiátricos", añadió Kringelbach.