Cuando el cerebro está bajo presión, ciertas señales neuronales empiezan a oscilar de forma sincrónica, como una orquesta bien ensayada. Un nuevo estudio realizado en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) muestra por primera vez la flexibilidad con que esta sincronía neuronal se adapta a distintas situaciones y que esta coordinación dinámica está estrechamente vinculada a las capacidades cognitivas.

«Las señales específicas de la región frontal media del cerebro están mejor sincronizadas en las personas con mayores capacidades cognitivas, especialmente durante las fases exigentes del pensamiento», explica la profesora Anna-Lena Schubert, del Instituto de Psicología de la JGU, primera autora del estudio, publicado recientemente en la revista Journal of Experimental Psychology: General. Los investigadores se centraron en la región frontal media del cerebro y en la coordinación medible de las llamadas ondas theta. Estas ondas cerebrales oscilan entre cuatro y ocho hercios y se encuentran entre las frecuencias neuronales más lentas. «Suelen producirse cuando el cerebro se enfrenta a un reto especial, por ejemplo cuando nos concentramos o cuando tenemos que controlar conscientemente nuestro comportamiento», explica Schubert, que dirige el Laboratorio de Análisis y Modelización de Datos Complejos de la JGU.

Las personas con mayor conectividad theta en la región frontal media suelen ser más capaces de concentrarse a pesar de las distracciones

Los 148 participantes en el estudio, de edades comprendidas entre los 18 y los 60 años, completaron primero pruebas para evaluar su memoria e inteligencia antes de que se registrara su actividad cerebral mediante electroencefalografía (EEG). Este procedimiento mide las diminutas señales eléctricas del cerebro mediante electrodos fijados al cuero cabelludo y es una técnica de eficacia probada para obtener información precisa sobre los procesos cognitivos. Durante el registro EEG, los participantes completaron tres tareas de alta exigencia mental diseñadas para evaluar el control cognitivo.

Los investigadores se interesaron por la capacidad de los participantes para alternar con flexibilidad entre reglas cambiantes, un aspecto esencial del procesamiento inteligente de la información. Por ejemplo, los participantes tenían que pulsar un botón para decidir si un número era par o impar y, poco después, si era mayor o menor que cinco. Cada cambio de regla requería un rápido ajuste de las estrategias mentales, un proceso que permitió a los investigadores observar de cerca la coordinación de las redes cerebrales en tiempo real.

El resultado: los individuos con mayores capacidades cognitivas mostraban una sincronización especialmente intensa de las ondas theta en momentos cruciales, sobre todo durante la toma de decisiones. Sus cerebros eran más capaces de mantener la concentración cuando era importante. «Las personas con una conectividad theta más fuerte en la región frontal media suelen concentrarse mejor y bloquear las distracciones, ya sea un teléfono móvil vibrando mientras trabajan o intentar leer un libro en una estación de tren concurrida», explica Schubert.

Un estudio aporta datos importantes sobre el funcionamiento neuronal de la inteligencia

A la profesora Anna-Lena Schubert le sorprendió especialmente la estrecha relación entre esta coordinación de ritmos cerebrales y las capacidades cognitivas. «No esperábamos que la conexión fuera tan clara», afirma. El factor decisivo no fue la sincronización continua, sino la capacidad del cerebro para ajustar su ritmo de forma flexible y contextual, como una orquesta que sigue a un director experimentado. La región mediofrontal suele marcar la pauta de esta coordinación, pero trabaja en colaboración con otras zonas del cerebro. Esta conectividad theta mediofrontal parece ser especialmente relevante cuando se toman decisiones, pero no durante la preparación mental para nuevas reglas de tareas.

Los estudios anteriores de EEG sobre el rendimiento cognitivo examinaban sobre todo la actividad en regiones cerebrales aisladas. En cambio, este estudio adoptó un enfoque basado en redes y examinó cómo interactúan las distintas áreas durante múltiples tareas para identificar patrones estables y generales. Los resultados muestran que las diferencias individuales en el rendimiento cognitivo están relacionadas con el comportamiento dinámico en red del cerebro. Según los investigadores, las aplicaciones potenciales, como herramientas de entrenamiento o diagnóstico basadas en el cerebro, están aún muy lejos. Sin embargo, el estudio aportaría bases importantes para comprender cómo funciona la inteligencia a nivel neuronal. Un estudio de seguimiento, para el que actualmente se están reclutando participantes mayores de 40 años de la región Rin-Meno, investigará qué factores biológicos y cognitivos apoyan adicionalmente este tipo de coordinación cerebral eficiente y qué papel desempeñan otras capacidades cognitivas como la velocidad de procesamiento y la memoria de trabajo.