El tamaño de las pupilas refleja el nivel de concentración

07-09/02/2015 - E.P.

Mediante los cambios en el tamaño pupilar es posible averiguar cómo el cerebro se centra en una tarea y evita distracciones

Investigadores de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han estudiado los ojos de modelos animales para tener una idea de cómo el cerebro procesa las distracciones y han encontrado que los cambios en el tamaño de la pupila en respuesta a elementos de distracción podrían predecir cómo el cerebro se centra en un objetivo.

Los resultados, que se publican en la revista 'Neuron', podrán aportar información a nuestra comprensión del trastorno de hiperactividad con déficit de atención u otras enfermedades en las que funcionan mal los mecanismos para mantener la atención. Los hallazgos también podrían inspirar nuevas formas de mejorar las tareas en la escuela o en el trabajo.

Realizando un examen o paseando al perro por una calle muy transitada, la capacidad para desconectar de lugares irrelevantes y sonidos en el medio ambiente o la actitud receptiva para detectar potenciales peligros es crucial para el éxito y la supervivencia. En los últimos años, los expertos han dado más valor a la importancia de los movimientos oculares y el tamaño de la pupila para centrar la mente y cómo el cerebro puede regular estos comportamientos.

Sobre la base de estos estudios, una nueva generación de automóviles puede leer nuestros ojos para detectar signos de distracción o somnolencia, por ejemplo. Y en la clínica, las pupilas pueden ayudar a diagnosticar o identificar a las personas en situación de riesgo para las enfermedades mentales, como la ansiedad, o la eficacia de las posibles terapias.

"A dónde van los ojos y la cantidad de información visual que obtienen parece decirnos mucho acerca de lo que está pasando dentro del cerebro", afirma Michael Platt, director del Instituto Duke de Ciencias del Cerebro y el Centro de Neurociencia Cognitiva.

En el nuevo trabajo, Platt y su equipo entrenaron monos para cambiar su mirada hacia un objetivo visual con el fin de obtener una recompensa. Durante esta tarea, los científicos proyectaban imágenes de rostros de otros monos en la periferia de la pantalla.

Normalmente, los monos no pueden ignorar a otros monos y este experimento no fue la excepción: los monos a menudo fracasaron en la tarea de recompensa porque miraban las caras, especialmente si los rostros representaban emoción.

Cuando los seres humanos se debaten entre prestar atención a dos cosas diferentes, se dispara un circuito de "conflicto" en una región del cerebro llamada la corteza cingulada anterior dorsal (dACC), que es parte de una estructura cerebral mayor que controla el pensamiento racional y las emociones.

Mediante el uso de un pequeño sensor implantado en el dACC de los monos, el grupo de Platt logró medir la actividad eléctrica de las neuronas individuales y detectó un conjunto de neuronas que estaban activas sólo cuando los monos estaban completando la tarea y tratando de ignorar las caras de distracción, pero no cuando se enfrentan a uno de los estímulos por sí solos.

Según Platt, fue sorprendente porque nunca se había identificado una señal de distracción en los monos. "No pensé que veríamos señales de conflicto porque otros estudios que analizan de forma explícita señales como éstas no las habían encontrado", subraya este experto, agregando que, como resultado, los científicos habían empezado a creer que la activación podría ser parte de lo que hace a las personas exclusivamente humanas.

Cuanto más activas eran las neuronas de dACC, mejor eran los monos en desconectar de las caras de distracción en ensayos posteriores. Aún así, fue una tarea difícil. "Experimentar un conflicto o cometer un error es algo que normalmente nos hace sudar, tal vez mediante la activación de nuestra respuesta de lucha o huida, lo que puede interferir con nuestra capacidad de concentración en una tarea", detalla el primer autor R. Becket Ebitz, investigador postdoctoral de la Universidad de Stanford, que llevó a cabo este estudio como estudiante de posgrado en Duke.

La respuesta de lucha o huida provoca una liberación de la hormona del estrés noradrenalina, agrandando las pupilas y permitiendo a una persona obtener más información acerca de su entorno. Curiosamente, las pupilas de los monos parecían cambiar de tamaño para compensar lo difícil que era la tarea, disminuyendo cuando las caras de otros monos se volvieron más difíciles de ignorar, y cuanto más pequeñas eran, mejores eran los monos en las pruebas posteriores.

Aunque hubo una fuerte relación entre la actividad de las neuronas, el tamaño de la pupila y la capacidad de ignorar las caras, las tres medidas estaban simplemente correlacionadas, señala Platt. Se requiere más investigación para saber a ciencia cierta si las señales de conflicto en el cerebro y el tamaño de la pupila hizo que los monos realizaran mejor las tareas.

El dACC no controla directamente el tamaño de la pupila, pero se conecta a otra región del cerebro que lo hace. El dACC también puede jugar un papel en mantenernos calmados ante la demanda de nuestra atención que de otra manera podría confundirnos o estresarnos, apunta Ebitz.

Platt continuará investigando las relaciones entre las pupilas, la atención y la alerta en estudios posteriores. Las hormonas también pueden influir en estas medidas, puesto que en un estudio de 2013, los autores mostraron que los monos realizaron un mejor trabajo ignorando las distracciones si habían inhalado oxitocina, una hormona ampliamente conocida por su papel en la vinculación social que también tiene que efectos calmantes.