Segons una nova investigació de l'UC San Francisco, en explorar un nou entorn, els ratolins fan ús d'una connexió única de llarga distància al cervell que els impulsa a parar atenció a les característiques més destacades de l'entorn. El vincle, que s'origina a l'escorça prefrontal i s'estén fins a l'hipocamp, proporciona evidència de com les regions cognitives superiors del cervell refinen les operacions que passen en àrees cerebrals distants.
"Aquest circuit és una porta d'entrada per comprendre com el cervell permet que l'escorça prefrontal exerceixi una regulació de dalt cap a baix d'altres parts del cervell", afirma Vikaas Sohal, autor principal de l'estudi. "És un tipus de via inhibitòria de llarg abast que connecta dues regions del cervell que no s'ha vist abans".
L'hipocamp i l'escorça prefrontal
L'escorça prefrontal, de vegades considerada com el CEO del cervell, controla funcions executives com l'atenció, la planificació i la presa de decisions. L'hipocamp emmagatzema la memòria i processa la informació espacial, ajudant-nos a navegar per l'entorn.
El circuit acabat de descobrir facilita la capacitat de centrar l'atenció en el que és important en l'entorn i ignorar altres estímuls sensorials, segons diu l'autor principal de l'estudi, Ruchi Malik.
"És com si l'escorça prefrontal estigués absorbint tota aquesta informació sensorial i dient: 'escolta, hipocamp, som aquí en aquest context en particular, així que para atenció a aquesta informació en particular en aquest moment'", revela Malik.
"Per recordar on vas estacionar, l'escorça prefrontal li diria a l'hipocamp que pari atenció selectivament als punts de referència, i després recordarà i buscarà aquests punts de referència quan tornis", revela Malik.
Més atenció mitjançant la inhibició
El més singular d'aquest circuit és la forma complexa en què duu a terme la tasca de centrar l'atenció: augmenta i enfoca l'activitat en microcircuits específics de l'hipocamp apagant els senyals que, d'una altra manera, bloquejarien aquests microcircuits.
L'equip va demostrar això posant ratolins en una petita arena durant 10 minuts, on hi havia alguns objectes petits. Mentre exploraven la sorra, els ratolins inspeccionaven els objectes durant un o dos minuts i després continuaven endavant. En observar l'activitat als cervells dels ratolins, els investigadors van veure que els senyals entre les dues regions del cervell es van sincronitzar.
Quan un ratolí va passar novament per aquest objecte, els investigadors van poder veure que els senyals dins de l'hipocamp es van refinar i van millorar.
"Estava passant aquest diàleg; l'hipocamp estava mapant les ubicacions dels objectes en l'espai i l'escorça prefrontal estava instruint a l'hipocamp sobre la rellevància de cada ubicació", revela Malik.
A mesura que l'hipocamp mapa l'entorn, també s'ajusta per produir certs patrons d'activitat neuronal quan l'escorça prefrontal detecta que el ratolí s'apropa a un objectiu important, com un objecte nou.
La disfunció del circuit cerebral, la demència i el TDAH
A l'equip li agradaria tenir una millor idea del paper que aquest circuit podria exercir en la funció executiva i quines són les conseqüències quan no pot fer la seva feina de manera efectiva. Malik creu que la disfunció en aquesta via pot ser la base de problemes cognitius relacionats amb l'atenció o la memòria, com la demència, el TDAH o els trastorns psiquiàtrics.
El seu pròxim pas cap aquest objectiu és tenir una idea de com aquest circuit afecta el comportament en observar com funciona durant activitats més complexes, com utilitzar informació emmagatzemada en la memòria de treball per decidir quin camí seguir per trobar una recompensa.
Malik creu que és probable que aquesta connexió de la part cognitiva d'ordre superior del cervell amb el centre d'orientació més antic i universal pugui exercir una àmplia influència.
"Per operar en un entorn complex, anar a buscar menjar o recompenses i després tornar, ha de poder parar atenció a estímuls específics i organitzar-los en l'espai de manera precisa", assenyala Malik. "La feina de filtratge d'aquest circuit és absolutament essencial".