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Fuente: PopTika/Shutterstock

Una nueva investigación arroja luz sobre cómo correr y el sueño de movimiento ocular rápido (REM) mejoran la comunicación entre los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho.

Un estudio único en su tipo en ratas y ratones realizado por el laboratorio de Omar Ahmed en la Universidad de Michigan encontró que cuando un ratón de laboratorio o una rata de laboratorio corren rápidamente en una rueda giratoria, sus hemisferios cerebrales izquierdo y derecho comienzan una comunicación rápida. en una frecuencia eléctrica específica (ritmos de 140 Hz) dentro de un solo ciclo theta.

Los investigadores también encontraron que cuando los animales de laboratorio que corren en una rueda giratoria durante las horas de vigilia entran en una fase de sueño REM, sus hemisferios cerebrales izquierdo y derecho se comunican en la misma frecuencia de 140 Hz. Estos hallazgos (Ghosh et al., 2022) sobre cómo correr y el sueño REM facilitan una mejor comunicación interhemisférica entre el «cerebro izquierdo y el cerebro derecho» se publicaron el 5 de julio en la revista revisada por pares Cell Reports.

Correr y el sueño REM turboalimentan la comunicación entre el cerebro izquierdo y el cerebro derecho

Como alguien que ha sido corredor de larga distancia desde 1983, me di cuenta hace muchas lunas de que correr a menudo crea un estado de sueño despierto. Si mi trote diario me aleja de los caminos trillados y es más aventurero de lo habitual, a menudo sueño con la carrera de ese día mientras duermo. La mayoría de los sueños ocurren durante el sueño REM como parte de un proceso de todo el cerebro que facilita la consolidación de recuerdos a largo plazo y el dominio de las habilidades practicadas el día anterior.

Cuando escribí The Athlete’s Way en los primeros años, se dedicó una subsección completa del capítulo «La ciencia del cerebro de los deportes» a los paralelos entre los estados cerebrales que ocurren durante la actividad aeróbica bípeda y el sueño REM. En un EEG, las ondas cerebrales que ocurren durante el sueño REM y el estado de alta frecuencia y bajo voltaje del cerebro cuando alguien está «en la zona» durante un entrenamiento cardiovascular se reflejan entre sí.

Durante las últimas cuatro décadas, he aprendido a través de la experiencia vivida que correr cambia la forma en que funciona mi cerebro. Cuando estoy en la zona y entro en un estado de flujo sin fricción durante una carrera, la fluidez de los movimientos de mi cuerpo y la fluidez del pensamiento de mi mente parecen ir de la mano. Correr me ayuda a conectar los puntos entre ideas aparentemente no relacionadas, aumenta la capacidad cognitiva y mejora las habilidades para resolver problemas.

Además de promover el pensamiento creativo, trotar hace que mi cerebro esté listo para tener «¡Ajá!» o «¡Eureka, lo he encontrado!» veces. ¿Pero por qué? ¿Cómo altera el funcionamiento del cerebro el correr y por qué el correr promueve el pensamiento superfluido? Durante años, he especulado que correr optimiza la conectividad funcional entre los cuatro hemisferios del cerebro en formas que nos ayudan a pensar mejor.

  Mina mágica/Shutterstock

Tanto el cerebro como el cerebelo tienen hemisferios izquierdo y derecho. Coloquialmente, el término «cerebro izquierdo-cerebro derecho» se refiere a los hemisferios cerebrales. La investigación actual tiende a centrarse en la comunicación interhemisférica entre las dos mitades del cerebro, pero los hemisferios cerebelosos son cada vez más una región de interés para los neurocientíficos.

Fuente: Magicmine/Shutterstock

Cuando me refiero a los cuatro hemisferios del cerebro, me refiero a ambos hemisferios cerebrales (conocidos coloquialmente como cerebro izquierdo-cerebro derecho) y ambos hemisferios cerebelosos. El cerebelo («pequeño cerebro» en latín) tiene dos hemisferios que están metidos debajo del cerebro («cerebro grande» en latín). La mayor parte de la investigación del cerebro interhemisférico se centra únicamente en la interacción entre los dos hemisferios cerebrales. Descifrar la dinámica interhemisférica entre el cerebro izquierdo y el derecho es clave para comprender cómo pensamos.

Las ondas cerebrales de 140 Hz actúan como engranajes estriados

La última investigación (2022) sugiere que la comunicación acelerada del cerebro izquierdo con el cerebro derecho durante la carrera y el sueño se ve facilitada por ritmos de 140 Hz que impulsan disparos neuronales rápidos y extremadamente precisos a través de los hemisferios cerebrales.

  Ghosh et al., 2022 Cell Reports/Acceso abierto (CC BY-NC-ND 4.0)

Ghosh et al. (2022) llaman a los ritmos cerebrales de 140 Hz que ocurren en puntos distintos en un solo ciclo theta «splines» porque coordinan la comunicación neuronal como dientes entrelazados en engranajes mecánicos. Cuando un animal de laboratorio corre o entra en una fase de sueño REM, las estrías estimulan las funciones de todo el cerebro al mejorar la comunicación cortical interhemisférica entre el «cerebro derecho y el cerebro izquierdo».

Fuente: Ghosh et al., 2022 Cell Reports/Open Access (CC BY-NC-ND 4.0)

Como una máquina bien engrasada, la frecuencia de ondas cerebrales de 140 Hz actúa como un engranaje estriado que permite que ambas mitades del cerebro se coordinen sin problemas y se comuniquen rápidamente sin fricción ni viscosidad. Por lo tanto, el laboratorio de Omar Ahmed llama «estrías» a los ritmos neuronales que promueven una mejor comunicación interhemisférica dentro de un ciclo theta porque se asemejan a los dientes entrelazados en los engranajes mecánicos y le dan al cerebro más torsión.

«Estos ritmos cerebrales spline son más rápidos que todos los demás ritmos cerebrales sanos y despiertos», dijo la primera autora Megha Ghosh en un comunicado de prensa de julio de 2022. «Las splines también se vuelven más fuertes e incluso más precisas cuando se corre más rápido. Es probable que esto ayude al cerebro izquierdo y al cerebro derecho a calcular de manera más cohesiva y rápida cuando un animal se mueve más rápido y necesita tomar decisiones más rápidas».

«Los ritmos cerebrales previamente identificados son similares a los cerebros izquierdo y derecho que participan en la natación sincronizada: las dos mitades del cerebro intentan hacer lo mismo al mismo tiempo», agregó el autor principal Omar Ahmed. «Los ritmos spline, por otro lado, son como los cerebros izquierdo y derecho jugando un juego de ping pong muy rápido y preciso». Este ping pong neuronal representa una forma diferente para que el cerebro izquierdo y el cerebro derecho se comuniquen.

La optimización de la comunicación interhemisférica mejora las funciones de todo el cerebro. Desde una perspectiva evolutiva, tiene sentido que el cerebro de los mamíferos tenga mecanismos spline que promueven la supervivencia y que permiten que ambos hemisferios cerebrales funcionen al unísono como una máquina bien engrasada cuando un animal está en movimiento (cazando, buscando alimento, evadiendo depredadores) y necesita para pensar rápido. Debido a que el cerebro usa el sueño REM para codificar recuerdos y entreteje la experiencia vivida del día anterior en los sueños, no es sorprendente que estas ondas cerebrales de 140 Hz reaparezcan durante el sueño en estado de sueño.

¿Cuáles son las implicaciones clínicas de la comunicación cerebral impulsada por spline?

La depresión clínica, el trastorno de estrés postraumático (TEPT) y la enfermedad de Alzheimer están todos asociados con problemas de comunicación interhemisférica. Ahora que Ahmed y sus colegas han identificado las splines como la firma rítmica de la comunicación óptima entre el cerebro izquierdo y el derecho, la investigación futura explorará si las splines se pueden usar como un biomarcador para diagnosticar la gravedad de las deficiencias en la comunicación interhemisférica en un continuo.

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