Qué hace nuestro cerebro cuando la mente está en reposo
Nuevos conocimientos sobre la red de modos por defecto del cerebro
La red de modos por defecto (DMN) del cerebro es un grupo de regiones que se activan cuando no estamos atentos a lo que nos rodea, por ejemplo, cuando soñamos despiertos. Sin embargo, cuando resolvemos tareas, esta red está menos activa. Investigadores del Forschungszentrum Jülich (Alemania) han estudiado la estructura y función de esta red analizando tejido cerebral y aplicando técnicas avanzadas de resonancia magnética. Su estudio ha revelado diferencias microestructurales que influyen en la forma en que la DMN se comunica con otras regiones del cerebro. Los resultados se han publicado en la revista Nature Neuroscience.
La DMN incluye regiones como el parahipocampo, el precuneus, el lóbulo temporal medio y partes del lóbulo frontal, áreas asociadas a la memoria, la autoconciencia y el procesamiento de experiencias pasadas. Favorece lo que se conoce como pensamiento independiente del estímulo: procesos cognitivos que no se desencadenan por estímulos sensoriales externos. Esto incluye no sólo las ensoñaciones, sino también la planificación del futuro o la reflexión sobre el pasado, así como las situaciones sociales y la autorreflexión. Durante estos estados mentales, centrados en el interior, suelen surgir momentos de visión creativa.
Sin embargo, la DMN también interviene en tareas cognitivas más exigentes y, en determinadas circunstancias, puede verse influida por estímulos externos. Esto llevó a los neurocientíficos a una paradoja: ¿cómo puede una red conocida por su pensamiento independiente de estímulos responder también a estímulos sensoriales? El nuevo estudio ofrece una explicación. La DMN no es un sistema uniforme, sino que consta de subregiones estructuralmente distintas. Algunas zonas están estrechamente vinculadas a regiones cerebrales sensoriales y pueden activarse por señales externas, como sonidos u olores. Otras están más aisladas y favorecen el pensamiento introspectivo que surge internamente.
Cómo procesa la información la DMN
Los investigadores del Instituto de Neurociencia y Medicina (divisiones INM-1 e INM-7) descubrieron que la arquitectura del cerebro determina no sólo su estructura, sino también su funcionamiento, desde la simple percepción hasta las capacidades cognitivas complejas. Sus hallazgos aportan información importante sobre por qué ciertos pensamientos se ven fuertemente influidos por estímulos sensoriales -por ejemplo, cuando un aroma concreto evoca un recuerdo o una pieza musical despierta una emoción- y cómo la DMN traduce esos estímulos en nuestro mundo interior de pensamientos.
Las zonas más claramente estratificadas de la DMN se asemejan a la arquitectura de las regiones sensoriales del cerebro, responsables de procesar estímulos como la vista y el oído. Al igual que esas regiones, constan de varias capas celulares distintivas responsables de distintos tipos de procesamiento de la información. Algunas capas reciben señales de otras áreas cerebrales, mientras que otras se encargan de transmitir esta información. En la DMN, esta estructura en capas favorece una mayor conectividad con otras regiones cerebrales y un procesamiento más eficaz de los datos sensoriales.
Esto podría explicar por qué la DMN se activa cuando estímulos externos como los olores o la música evocan recuerdos o emociones. Por el contrario, las regiones menos estratificadas son más autónomas internamente y se ven menos afectadas por el mundo exterior. Favorecen el pensamiento introspectivo, como la ensoñación o la autorreflexión, procesos que surgen del interior.
Dos enfoques para nuevos conocimientos
Para investigar con más detalle la estructura y función de la DMN, el equipo de investigación combinó dos métodos: el análisis histológico en profundidad de tejido cerebral post-mortem y la resonancia magnética avanzada de participantes vivos.
Para el análisis de los tejidos, se examinaron al microscopio finas láminas de tejido cerebral. Así se descubrieron detalles microestructurales, como la disposición de las neuronas en las distintas partes de la DMN y su formación en capas.
Para las resonancias magnéticas en participantes vivos, los investigadores utilizaron una técnica no invasiva para estudiar la estructura cerebral y medir la actividad, sin necesidad de ningún procedimiento quirúrgico. Esto les permitió observar qué partes de la DMN son especialmente activas y cómo interactúan con otras áreas cerebrales.
Combinar ambos métodos resultó ser la clave. La resonancia magnética por sí sola no suele detectar detalles estructurales tan finos. Sin embargo, al comparar los escáneres con muestras de tejido real, los investigadores pudieron identificar patrones de organización de las células nerviosas que también desempeñan un papel en el cerebro vivo. Esto les permitió demostrar que las características microestructurales, como la estratificación de las neuronas, influyen directamente en la forma en que se procesa y transmite la información en la DMN. Muchos de los patrones observados en las muestras de tejido también pudieron confirmarse en cerebros de individuos vivos.
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Publicación original
Casey Paquola, Margaret Garber, Stefan Frässle, Jessica Royer, Yigu Zhou, Shahin Tavakol, Raul Rodriguez-Cruces, Donna Gift Cabalo, Sofie Valk, Simon B. Eickhoff, Daniel S. Margulies, Alan Evans, Katrin Amunts, Elizabeth Jefferies, Jonathan Smallwood, Boris C. Bernhardt; "The architecture of the human default mode network explored through cytoarchitecture, wiring and signal flow"; Nature Neuroscience, Volume 28, 2025-1-28
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