Las redes cerebrales a gran escala son colecciones de regiones cerebrales generalizadas que muestran conectividad funcional mediante análisis estadístico de la señal fMRI BOLD [1] u otros métodos de registro como EEG , [2] PET [3] y MEG . [4] Un paradigma emergente en neurociencia es que las tareas cognitivas no son realizadas por regiones cerebrales individuales que trabajan de forma aislada, sino por redes que constan de varias regiones cerebrales discretas que se dice que están "funcionalmente conectadas". Las redes de conectividad funcional se pueden encontrar utilizando algoritmos como agrupamiento, análisis de componentes independientes del espacio(ICA), a base de semillas y otros. [5] Las regiones cerebrales sincronizadas también pueden identificarse mediante la sincronización de largo alcance del EEG, MEG u otras señales cerebrales dinámicas. [6]
El conjunto de áreas cerebrales identificadas que están vinculadas entre sí en una red a gran escala varía con la función cognitiva. [7] Cuando el estado cognitivo no es explícito (es decir, el sujeto está en "reposo"), la red cerebral a gran escala es una red en estado de reposo (RSN). Como sistema físico con propiedades gráficas, [6] una red cerebral a gran escala tiene nodos y bordes y no se puede identificar simplemente por la coactivación de áreas cerebrales. En las últimas décadas, el análisis de las redes cerebrales se hizo factible gracias a los avances en las técnicas de imagen, así como a las nuevas herramientas de la teoría de grafos y los sistemas dinámicos .
Las redes cerebrales a gran escala se identifican por su función y proporcionan un marco coherente para comprender la cognición al ofrecer un modelo neuronal de cómo surgen diferentes funciones cognitivas cuando diferentes conjuntos de regiones cerebrales se unen como coaliciones autoorganizadas. El número y la composición de las coaliciones variará con el algoritmo y los parámetros utilizados para identificarlas. [8] [9] En un modelo, solo existe la red de modo predeterminado y la red de tareas positivas , pero la mayoría de los análisis actuales muestran varias redes, desde un pequeño puñado hasta 17. [8] Se enumeran las redes más comunes y estables. debajo. Las regiones que participan en una red funcional pueden reconfigurarse dinámicamente. [5] [10]
Se han implicado interrupciones en la actividad en varias redes en trastornos neuropsiquiátricos como depresión , Alzheimer , trastorno del espectro autista , esquizofrenia y trastorno bipolar . [11]
Redes centrales
Debido a que las redes cerebrales se pueden identificar en varias resoluciones diferentes y con varias propiedades neurobiológicas diferentes, no existe un atlas universal de redes cerebrales que se adapte a todas las circunstancias. [13] Si bien reconocen este problema, Uddin, Yeo y Spreng propusieron en 2019 [14] que las siguientes seis redes deberían definirse como redes centrales basadas en evidencias convergentes de múltiples estudios [15] [8] [16] para facilitar la comunicación entre investigadores.
Frontoparietal medial (predeterminado)
- La red de modo predeterminado está activa cuando una persona está despierta y en reposo. Se activa preferentemente cuando las personas se centran en tareas de orientación interna, como soñar despierto, visualizar el futuro, recuperar recuerdos y la teoría de la mente . Tiene una correlación negativa con los sistemas cerebrales que se centran en señales visuales externas. Es la red más investigada. [6] [10] [17] [1] [18] [19] [12] [8] [20] [21]
Midcingulo-Insular (prominencia)
- La red de prominencia consta de varias estructuras, incluida la ínsula anterior (bilateral), la corteza cingulada anterior dorsal y tres estructuras subcorticales que son el cuerpo estriado ventral, la sustancia negra y la región tegmental ventral. [22] [23] Desempeña el papel clave de monitorear la prominencia de las entradas externas y los eventos cerebrales internos. [1] [6] [10] [18] [12] [8] [20] Específicamente, ayuda a dirigir la atención identificando eventos biológicos y cognitivos importantes. [23] [21]
- Esta red incluye la red de atención ventral, que incluye principalmente la unión temporoparietal y la corteza frontal ventral del hemisferio derecho. [14] [24] Estas áreas responden cuando ocurren inesperadamente estímulos relevantes para el comportamiento. [24] La red de atención ventral se inhibe durante la atención enfocada en la que se utiliza el procesamiento de arriba hacia abajo, como cuando se busca algo visualmente. Esta respuesta puede evitar que la atención dirigida por objetivos se distraiga con estímulos no relevantes. Se vuelve a activar cuando se encuentra el objetivo o información relevante sobre el objetivo. [24] [25]
Frontoparietal dorsal (Atención)
- Esta red está involucrada en el despliegue voluntario de atención de arriba hacia abajo. [1] [18] [19] [8] [20] [24] [26] Dentro de la red de atención dorsal, el surco intraparietal y los campos oculares frontales influyen en las áreas visuales del cerebro. Estos factores de influencia permiten la orientación de la atención. [27] [24] [21]
Frontoparietal lateral (Control)
- Esta red inicia y modula el control cognitivo y comprende 18 subregiones del cerebro. [28] Existe una fuerte correlación entre la inteligencia fluida y la participación de la red fronto-parietal con otras redes. [29]
Pericentral (somatomotor)
- Esta red procesa información somatosensorial y coordina el movimiento. [12] [8] [20] [10] [18] Se puede incluir la corteza auditiva . [14] [8]
Occipital (visual)
- Esta red maneja el procesamiento de información visual. [30]
Otras redes
Diferentes métodos y datos han identificado varias otras redes cerebrales, muchas de las cuales se superponen en gran medida o son subconjuntos de redes centrales mejor caracterizadas. [14]
- Límbico [10] [8] [21]
- Auditivo [18] [12]
- Ejecutivo derecha / izquierda [18] [12]
- Cerebeloso [19] [12]
- Atención espacial [1] [6]
- Idioma [6] [26]
- Visual lateral [18] [19] [12]
- Temporal [8] [20]
- Percepción visual / imágenes [26]
Ver también
- Red compleja
Referencias
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