De izquierda a derecha, diferentes estados de consciencia de los pacientes: vegetativo, mínimamente consciente, consciente, y sujetos sanos. Imagen: JR King. Fuente: ICM.
Cada año, miles de personas entran en estado de coma, pudiendo evolucionar desde entonces hacia un estado vegetativo o hacia un estado de conciencia mínima. ¿Qué ocurre realmente en sus mentes? Un equipo de científicos del Instituto del Cerebro y de la Médula Espinal (ICM) de Francia ha desarrollado un sistema relativamente sencillo para averiguarlo.
El sistema está basado en una medida bautizada como “wSMI” (weighted Symbolic Mutual Information), que fue definida con la ayuda de unos pitidos, un electroencefalograma (EEG) y un software de estadística.
La wSMI permitirá reconocer conciencia en personas que aparentemente se encuentran en estado vegetativo, pero que en realidad no lo están, usando sólo un escáner situado junto su cama, informa el ICM en un comunicado.
Pero además podría usarse para asegurar que individuos sometidos a anestesia general no despiertan durante operaciones quirúrgicas (se calcula que uno de cada 500 pacientes puede sufrir un episodio de este tipo).
Diferencia clara entre conciencia e inconsciencia
Las teorías neurológicas señalan que la comunicación neuronal global es un síntoma de conciencia. Es decir, que el procesamiento de la información a nivel consciente implica a varias regiones cerebrales al mismo tiempo.
Sin embargo, aunque esa compartición de la información por parte de diversas áreas cerebrales constituye una señal específica de conciencia en personas despiertas, aún no se sabe bien qué pasa con pacientes que no pueden comunicarse, explican los autores del avance en la revista Current Biology.
Para tratar de paliar este déficit, Jean-Rémi King y su colaborador Jacobo Sitt diseñaron la medida y la aplicaron a 181 registros de electroencefalograma (EEG) de pacientes conscientes en fase de recuperación del coma o diagnosticados con diversos estados de conciencia.
Los resultados revelaron que la wSMI, que establece la información compartida por las diversas áreas del cerebro, se incrementó en función del grado de conciencia de cada paciente, particularmente entre regiones del cerebro distanciadas unas de otras.
De este modo, permitió distinguir con claridad entre 75 pacientes en estado vegetativo, 67 en estados mínimamente conscientes; 24 personas que habían recuperado la conciencia después de un coma; y 14 individuos sanos de un grupo de control.
En el proceso de análisis de los registros del EEG se utilizó un software de estadística. Además, éstos fueron realizados durante la emisión de una serie de pitidos, que provocaron una respuesta cerebral en los pacientes, es decir, una compartición (o no) de información a través de sus áreas cerebrales, explica la revista Newscientist.
Aunque el oído resultó necesario para que la técnica funcionara, los científicos creen que registros de actividad neuronal similares podrían llevarse a cabo incluso sin estímulos externos.
El sistema está basado en una medida bautizada como “wSMI” (weighted Symbolic Mutual Information), que fue definida con la ayuda de unos pitidos, un electroencefalograma (EEG) y un software de estadística.
La wSMI permitirá reconocer conciencia en personas que aparentemente se encuentran en estado vegetativo, pero que en realidad no lo están, usando sólo un escáner situado junto su cama, informa el ICM en un comunicado.
Pero además podría usarse para asegurar que individuos sometidos a anestesia general no despiertan durante operaciones quirúrgicas (se calcula que uno de cada 500 pacientes puede sufrir un episodio de este tipo).
Diferencia clara entre conciencia e inconsciencia
Las teorías neurológicas señalan que la comunicación neuronal global es un síntoma de conciencia. Es decir, que el procesamiento de la información a nivel consciente implica a varias regiones cerebrales al mismo tiempo.
Sin embargo, aunque esa compartición de la información por parte de diversas áreas cerebrales constituye una señal específica de conciencia en personas despiertas, aún no se sabe bien qué pasa con pacientes que no pueden comunicarse, explican los autores del avance en la revista Current Biology.
Para tratar de paliar este déficit, Jean-Rémi King y su colaborador Jacobo Sitt diseñaron la medida y la aplicaron a 181 registros de electroencefalograma (EEG) de pacientes conscientes en fase de recuperación del coma o diagnosticados con diversos estados de conciencia.
Los resultados revelaron que la wSMI, que establece la información compartida por las diversas áreas del cerebro, se incrementó en función del grado de conciencia de cada paciente, particularmente entre regiones del cerebro distanciadas unas de otras.
De este modo, permitió distinguir con claridad entre 75 pacientes en estado vegetativo, 67 en estados mínimamente conscientes; 24 personas que habían recuperado la conciencia después de un coma; y 14 individuos sanos de un grupo de control.
En el proceso de análisis de los registros del EEG se utilizó un software de estadística. Además, éstos fueron realizados durante la emisión de una serie de pitidos, que provocaron una respuesta cerebral en los pacientes, es decir, una compartición (o no) de información a través de sus áreas cerebrales, explica la revista Newscientist.
Aunque el oído resultó necesario para que la técnica funcionara, los científicos creen que registros de actividad neuronal similares podrían llevarse a cabo incluso sin estímulos externos.
La actividad neuronal en diversas partes del cerebro a la vez es un síntoma de conciencia, según las teorías neurológicas. Detectar dicha actividad resulta clave, por tanto, para establecer el grado de conciencia de cada paciente. Imagen: Flickr.
Otro índice
La posibilidad de comprender qué ocurre en la mente de personas inconscientes se revela cada vez más importante, a raíz de descubrimientos realizados con las más novedosas tecnologías de registro de la actividad neuronal.
Por ejemplo, en 2010, un equipo de científicos de la Medical Research Council Cognitive and Brain Sciences, de Cambridge, detectó indicios de conciencia en pacientes con cerebros en estado vegetativo e, incluso, logró comunicarse con ellos.
Uno de los casos más impactantes fue el de un paciente de 22 años de edad en estado vegetativo desde hacía cinco años, que fue capaz de visualizar escenas específicas que los médicos le pidieron que imaginara. Las visualizaciones realizadas reflejaron una actividad cerebral distinta en cada caso, según se detectó entonces con un escáner cerebral.
La sorpresa de los científicos fue enorme. Por eso éstos señalaron entonces la necesidad de hacer más estudios para el desarrollo de escáneres cerebrales especializados que pudieran ser usados de manera rutinaria, y destinados a definir los niveles de conciencia de personas que, aparentemente, ya no tienen conciencia alguna.
El avance de King y Sitt podría facilitar este objetivo, al igual que otro avance anterior, de este mismo año, realizado por científicos de la Universidad de Milán. Este otro equipo definió un índice únicamente para la actividad cerebral que distingue la consciencia y la inconsciencia. Este índice, bautizado como Perturbational Complexity Index (PCI), fue estudiado en una amplia gama de casos y en condiciones muy diferentes, incluidos el estado de vigilia, sueño, anestesia y coma. En este experimento la actividad del cerebro a medir fue provocada mediante estimulación magnética.
La posibilidad de comprender qué ocurre en la mente de personas inconscientes se revela cada vez más importante, a raíz de descubrimientos realizados con las más novedosas tecnologías de registro de la actividad neuronal.
Por ejemplo, en 2010, un equipo de científicos de la Medical Research Council Cognitive and Brain Sciences, de Cambridge, detectó indicios de conciencia en pacientes con cerebros en estado vegetativo e, incluso, logró comunicarse con ellos.
Uno de los casos más impactantes fue el de un paciente de 22 años de edad en estado vegetativo desde hacía cinco años, que fue capaz de visualizar escenas específicas que los médicos le pidieron que imaginara. Las visualizaciones realizadas reflejaron una actividad cerebral distinta en cada caso, según se detectó entonces con un escáner cerebral.
La sorpresa de los científicos fue enorme. Por eso éstos señalaron entonces la necesidad de hacer más estudios para el desarrollo de escáneres cerebrales especializados que pudieran ser usados de manera rutinaria, y destinados a definir los niveles de conciencia de personas que, aparentemente, ya no tienen conciencia alguna.
El avance de King y Sitt podría facilitar este objetivo, al igual que otro avance anterior, de este mismo año, realizado por científicos de la Universidad de Milán. Este otro equipo definió un índice únicamente para la actividad cerebral que distingue la consciencia y la inconsciencia. Este índice, bautizado como Perturbational Complexity Index (PCI), fue estudiado en una amplia gama de casos y en condiciones muy diferentes, incluidos el estado de vigilia, sueño, anestesia y coma. En este experimento la actividad del cerebro a medir fue provocada mediante estimulación magnética.
Referencias bibliográficas:
King et al. Information sharing in the brain indexes Consciousness in noncommunicative patients. Current Biology (2013). DOI: 10.1016/j.cub.2013.07.075.
A. G. Casali, O. Gosseries, M. Rosanova, M. Boly, S. Sarasso, K. R. Casali, S. Casarotto, M.-A. Bruno, S. Laureys, G. Tononi, M. Massimini. A Theoretically Based Index of Consciousness Independent of Sensory Processing and Behavior. Science Translational Medicine (agosto de 2013). DOI: 10.1126/scitranslmed.3006294.
King et al. Information sharing in the brain indexes Consciousness in noncommunicative patients. Current Biology (2013). DOI: 10.1016/j.cub.2013.07.075.
A. G. Casali, O. Gosseries, M. Rosanova, M. Boly, S. Sarasso, K. R. Casali, S. Casarotto, M.-A. Bruno, S. Laureys, G. Tononi, M. Massimini. A Theoretically Based Index of Consciousness Independent of Sensory Processing and Behavior. Science Translational Medicine (agosto de 2013). DOI: 10.1126/scitranslmed.3006294.