Explorando las respuestas neuronales a la fatiga mental en adultos sanos

Explorando las respuestas neuronales a la fatiga mental en adultos sanos

En experimentos con voluntarios sanos sometidos a imágenes de resonancia magnética funcional, los científicos han encontrado una mayor actividad en dos áreas del cerebro que trabajan juntas para responder y posiblemente regular el cerebro cuando se "siente" cansado y se da por vencido o continúa ejerciendo un esfuerzo mental.

Los experimentos, diseñados para ayudar a identificar diferentes aspectos de la fatiga cerebral, pueden ofrecer a los médicos la oportunidad de evaluar y tratar mejor a las personas con fatiga mental abrumadora, incluidas aquellas con depresión y trastorno de estrés postraumático (TEPT), dicen los científicos.

Un informe sobre el estudio financiado por los NIH se publicó en línea el 11 de junio en la revistaRevista de neurocienciaResultados detallados de 18 mujeres y 10 hombres voluntarios adultos sanos que completaron tareas para ejercitar su memoria.

Nuestro laboratorio se centra en cómo [nuestras mentes] generan valor por el esfuerzo. Entendemos menos sobre la biología de las tareas cognitivas, incluidas la memoria y el recuerdo, que sobre las tareas físicas, aunque ambas implican mucho esfuerzo. “

Vikram Chib, Ph.D., profesor asociado de ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y científico investigador en el Instituto Kennedy Krieger

Como anécdota, dice Chib, los científicos saben que las tareas cognitivas son agotadoras y relativamente menos saben por qué y cómo esa fatiga se desarrolla y se manifiesta en el cerebro.

A los 28 participantes del estudio, que tenían entre 21 y 29 años, se les pagó 50 dólares por participar en el estudio y se les dijo que podían recibir pagos adicionales según su desempeño y selección. Todos los participantes recibieron una resonancia magnética inicial antes de comenzar los experimentos.

Las pruebas de su memoria de trabajo que se llevaron a cabo durante posteriores resonancias magnéticas de su cerebro incluyeron mirar una serie de letras, una a la vez, en una pantalla y recordar la ubicación de letras específicas. Cuanto más avanzada estaba una letra en la secuencia de letras, más difícil era recordar su posición, lo que aumentaba el esfuerzo cognitivo invertido. Los participantes recibieron retroalimentación después de cada prueba sobre su desempeño y oportunidades de recibir pagos crecientes ($1 a $8) con ejercicios de recuerdo más difíciles. También se pidió a los participantes que autocalificaran su nivel de fatiga cognitiva antes y después de cada prueba.

En general, los resultados de la prueba revelaron una mayor actividad y conectividad en dos áreas del cerebro cuando los participantes informaron fatiga cognitiva: la ínsula derecha, un área del cerebro asociada con la sensación de cansancio, y la corteza prefrontal lateral dorsal, áreas a ambos lados del cerebro que controlan la memoria de trabajo. Para cada participante, la actividad en ambos sitios del cerebro aumentó durante la fatiga cognitiva en más del doble de las mediciones iniciales tomadas antes de que comenzaran las pruebas.

"Nuestro estudio fue diseñado para inducir fatiga cognitiva y ver cómo las personas eligen esforzarse cuando se sienten cansadas e identificar lugares en el cerebro donde se toman estas decisiones", dice Chib.

En particular, Chib y su equipo de investigación Grace Steward y Vivian Looi descubrieron que los incentivos financieros deben ser altos para que los participantes ejerzan un mayor esfuerzo cognitivo, lo que sugiere que los incentivos externos conducen a dicho esfuerzo.

"Este resultado no fue del todo sorprendente, ya que nuestro trabajo anterior encontró la misma necesidad de incentivos durante el esfuerzo físico", dice Chib.

"Las dos áreas del cerebro pueden trabajar juntas para decidir evitar más esfuerzo cognitivo a menos que se ofrezcan más incentivos. Sin embargo, puede haber una discrepancia entre las percepciones de fatiga cognitiva y lo que el cerebro humano es realmente capaz de hacer", dice Chib.

La fatiga está relacionada con muchas enfermedades neurológicas, incluido el trastorno de estrés postraumático y la depresión, dice Chib. "Ahora que probablemente hemos identificado algunos de los circuitos neuronales para el esfuerzo cognitivo en personas sanas, debemos observar cómo se manifiesta la fatiga en los cerebros de las personas con estas condiciones", añade.

Chib dice que puede ser posible utilizar terapia cognitivo-conductual o farmacológica para combatir la fatiga cognitiva, y el estudio actual que utiliza tareas de toma de decisiones y resonancia magnética funcional podría ser un marco para clasificar objetivamente la fatiga cognitiva.

La resonancia magnética funcional utiliza el flujo sanguíneo para medir amplias áreas de actividad en el cerebro. Sin embargo, no mide la activación neuronal ni matices más sutiles en la actividad cerebral.

"Este estudio se realizó en un escáner de resonancia magnética y con tareas cognitivas muy específicas. Será importante ver cómo estos resultados se generalizan a otros esfuerzos cognitivos y tareas del mundo real", dice Chib.

La financiación para la investigación fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud (R01HD097619, R01MH119086).

Fuentes: