Un estudio realizado por neurocientíficos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en colaboración con el ETH Zúrich, muestra que una región cerebral llamada locus coeruleus (LC) y el neurotransmisor noradrenalina actúan como verdaderos directores de orquesta para permitir la reorganización de las funciones cerebrales según las necesidades de concentración del momento.
Las neuronas noradrenérgicas del locus coeruleus (LC) juegan un papel clave en el paso de un estado concentrado a un estado de alerta. La imagen muestra estas neuronas en el cerebro de un ratón.
© UNIGE / ETH Zúrich
El estudio, que aparece en la revista Nature Neuroscience, demuestra que el modo de activación de las neuronas del LC permite pasar de un estado de concentración a otro. Este descubrimiento permite comprender mejor las funciones cerebrales saludables y la cognición humana, y podría influir en enfoques destinados a optimizar el rendimiento y el bienestar.
¿Cómo logran los y las atletas la concentración necesaria para destacarse en su disciplina? La respuesta radica en la notable capacidad del cerebro para enfocarse en una sola tarea, eliminando las distracciones.
Este fenómeno, que en el ámbito deportivo se denomina "estar en la zona", no solo es una habilidad esencial para los atletas, sino también para cualquier persona que se enfrente a una tarea difícil, como aprobar un examen o dominar un instrumento musical. Sin embargo, en ciertos momentos, estas personas también necesitan ser plenamente conscientes de su entorno, especialmente cuando se trata de identificar posibles peligros.
Una estructura diminuta
Los neurocientíficos de la UNIGE y el ETH estudiaron lo que permite al cerebro pasar de esta concentración focal intensa a una mayor conciencia global. El equipo de investigación se centró en la noradrenalina, un neurotransmisor conocido por estar implicado en la regulación de la atención, y que es liberado por una diminuta región ubicada en el corazón del cerebro, llamada locus coeruleus (LC), involucrada en la percepción del entorno.
"Su pequeñez y su localización profunda constituyeron de inmediato un desafío. En el ser humano, es muy difícil de observar, y es imposible actuar sobre ella para controlar su funcionamiento mediante medios externos. Por estas razones, nos centramos en el ratón. El LC en los ratones está compuesto por alrededor de tres mil neuronas, pero ejerce una influencia notable sobre los setenta y cinco millones de neuronas del cerebro", explica Valerio Zerbi, profesor asistente en el Departamento de Psiquiatría y el Departamento de Neurociencias Fundamentales de la Facultad de Medicina de la UNIGE e iniciador del estudio.
Utilizando técnicas avanzadas, como la optogenética para manipular artificialmente las neuronas del LC en los ratones y la fotometría para medir la liberación de noradrenalina, se pudo explorar la función del LC en colaboración con el laboratorio de Johannes Bohacek, profesor en el ETH Zúrich. La imagen por resonancia magnética funcional (IRMf), por su parte, permitió proporcionar las primeras pruebas empíricas de cómo la estimulación del LC afecta la actividad cerebral en diferentes regiones.
Una cuestión de ritmo
Los neurocientíficos descubrieron que una activación del LC a razón de tres veces por segundo y de manera continua, denominada ritmo "tónico", no tenía las mismas consecuencias que si esa misma frecuencia se produjera durante un corto período, un ritmo llamado "en ráfaga". "Cuando el LC se activa en ráfagas, se libera más noradrenalina y se priorizan las funciones sensoriales del cerebro. Este modo cerebral permite que los ratones estén más alertas a su entorno a través de sus sentidos", explica Valerio Zerbi.
Por el contrario, cuando el LC se activa de manera tónica, se libera menos noradrenalina y se activan regiones cerebrales como la corteza prefrontal y el hipocampo. Estas dos estructuras son conocidas por estar involucradas en el procesamiento de la información y en los procesos de pensamiento, lo que favorece la concentración intensa.
Controlar su locus coeruleus para rendir
"El secreto de los y las atletas de alto nivel podría residir en su dominio del LC, aunque un equipo de última generación y un entrenamiento meticuloso ciertamente forman parte de la ecuación. Al controlar con precisión la actividad de su LC, pueden pasar de un estado de concentración intensa a un estado de atención global para lograr un mejor rendimiento", concluye Valerio Zerbi.
Gracias a las enseñanzas de este estudio, la imaginería cerebral podría ayudar a los atletas a utilizar mejor su LC para concentrarse, principalmente mediante el uso de enfoques de neurofeedback, una técnica que utiliza dispositivos para monitorear la actividad cerebral en tiempo real y permitir su regulación basándose en una retroalimentación visual.