La consciència depèn en gran manera de la xarxa frontoparietal del cervell

¿És necessari prestar atenció a les coses que ens envolten per percebre-les? Encara no ho sabem, però una nova recerca demostra que diferents circuits neuronals de la xarxa frontoparietal del cervell permeten enfocar i redirigir l’atenció visual.

Un estudi fet per investigadors de l’Institut del Cervell i la Medul·la Espinal (ICM) a París ha explorat els mecanismes neuronals que són subjacents a la percepció conscient mitjançant l’observació de l’activitat neuronal de pacients equipats amb elèctrodes de profunditat, així com utilitzant proves de comportament validades per tractografia i modelatge per ordinador. L’estudi s’ha publicat a la revista ‘Communications Biology’.

Algunes teories de la consciència proposen que el control executiudel cervell (que inclou un grup d’habilitats mentals que inclouen la memòria funcional, el pensament flexible i l’autocontrol) i la percepció conscient comparteixen recursos neuronals en xarxes frontoparietals, és a dir, en regions del cervell situades als lòbuls frontal i parietal.

Se sap per estudis previs que la xarxa frontoparietal juga un paper clau en l’anàlisi, la recuperació de la memòria, el pensament abstracte i la resolució de problemes. Aquesta regió té, a més, prou flexibilitat per adaptar-se en funció de la tasca que cal fer: permet comparar i integrar diverses peces d’informació, d’una manera que altres primats no fan, tal com expliquem en un altre article.

Hipòtesi contrastada

Hipòtesi contrastadaPer posar a prova la hipòtesi de les xarxes frontoparietals en l’atenció conscient, els investigadors de l’ICM es van centrar en l’anomenada atenció exògena, és a dir, l’atenció centrada en els estímuls ambientals, segons s’explica en un comunicat.

Les tècniques de neuroimatge convencionals com fMRI i EEG són insuficients per obtenir dades precises sobre l’activitat cerebral durant les tasques cognitives. Per tant, l’equip va utilitzar registres electrofisiològics intracerebrals de 13 pacients epilèptics a qui s’havien implantat elèctrodes cerebrals profunds per tractar l’epilèpsia resistent als medicaments.

Pedaç de Gabor

Es va demanar als participants en l’estudi que fessin una tasca cognitiva que consistia a detectar un objectiu anomenat pedaç de Gabor, consistent en imatges de ratlles borroses que s’utilitzen per fer exercicis visuals. Aquest objectiu es pot tornar a penes perceptible canviant el contrast de les barres blanques i negres que el componen.

En aquesta recerca, el pedaç de Gabor apareixia a l’esquerra o a la dreta d’una pantalla i estava precedit per un senyal visual (un simple punt negre), ja sigui correcte (anunciant el costat on va aparèixer l’objectiu) o enganyós (anunciant el costat equivocat). En alguns casos, el pedaç de Gabor no va aparèixer en absolut.

Els investigadors van registrar l’activitat neuronal de 727 contactes intracerebrals mentre detectaven objectius pròxims al llindar precedits per senyals d’atenció.

Principals resultats

Principals resultatsAquests resultats van mostrar així que la percepció conscient dels estímuls pròxims al llindar s’associa a més activitat en xarxes frontoparietals distribuïdes. Aquestes respostes es van lateralitzar a l’hemisferi dret durant el processament de l’estímul.

L’anàlisi de la connectivitat funcional va revelar així mateix una interacció entre la percepció conscient en nodes frontals i parietals.

Finalment, les propietats microestructurals de la branca mitjana del fascicle longitudinal superior (SLF), un feix de fibres nervioses que connecta les regions frontals i parietals, es van associar amb les mesures neuronals de la interacció entre l’atenció i la consciència.

Recursos neuronals compartits

Recursos neuronals compartitsAquestes troballes confirmen que la percepció conscient i el control executiu comparteixen recursos neuronals en xarxes frontoparietals, cosa que recolza alguns models influents de la consciència.

Notícies relacionades

La sequera a l’Amazones deixa veure rostres humans antics i desconeguts

El telescopi Webb confirma que la taxa d’expansió de l’Univers continua sent una gran incògnita

A més, suggereixen que l’SLF juga un paper important en la comunicació entre aquestes regions durant la integració de la informació atencional i perceptiva.

Referència

ReferènciaFronto-parietal networks shape human conscious report through attention gain and reorienting. Jianghao Liu et al. Communications Biology, volume 6, Article number: 730 (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-023-05108-2