La prueba de 'fusión de parpadeo crítico' puede medir la velocidad de procesamiento del cerebro

Explosión cerebral

Las velocidades de muestreo son importantes cuando queremos observar o registrar fenómenos que se extienden a lo largo del tiempo; para un flujo de información de una profundidad de bits determinada, podemos capturar un retrato más rico y preciso de lo que sea que estemos procesando cuando tomamos muestras o mediciones más veces por segundo. Medimos la calidad de un archivo de audio en su tasa de bits, el rendimiento de un monitor en su frecuencia de actualización y la suavidad de un video por su frecuencia de cuadros. Ahora, los científicos de la Universidad de Georgia han ideado un método elegante para probar el frecuencia de muestreo visual del cerebro humano.



Los investigadores utilizaron una métrica llamada fusión de parpadeo crítico para evaluar la tasa de muestreo del cerebro en este experimento reciente que involucró a dos cohortes: participantes en edad universitaria (promedio: 21 años) y ancianos (promedio: 72 años). La fusión de parpadeo crítico ocurre cuando el observador ya no puede distinguir entre los estímulos visuales cambiantes, como dos colores de luz que parpadean a frecuencias crecientes, el enfoque utilizado por los investigadores en este experimento. Muchos factores actúan sobre la velocidad de muestreo del ojo humano, pero la velocidad de procesamiento del cerebro determina la velocidad a la que puede utilizar la información que le proporciona el nervio óptico. Los individuos de cualquiera de las cohortes con una puntuación más alta de fusión de parpadeo crítico pasaron a obtener una puntuación más alta, en la segunda mitad del experimento, en las pruebas de función ejecutiva: tareas cognitivas que requieren planificación, reflexión y autocontrol.

El principio que funciona aquí es el mismo principio detrás del recorte de audio. Los MP3 son un contenedor que utilizamos para comprimir la gran cantidad de información necesaria para reproducir una forma de onda de audio compleja en un formato que pueda caber en los medios de almacenamiento que se utilizan actualmente. Comprimir un WAV significa que usamos una aproximación menos exacta pero representativa de la forma de onda para reconstruir el ruido original a un nivel aceptable de precisión en un tamaño de archivo más pequeño. En archivos de audio de baja calidad, esto da como resultado ruido y distorsión, especialmente el 'recorte' de ciertas frecuencias altas y bajas que no se tienen en cuenta en la aproximación original y, por lo tanto, no se pueden reproducir con precisión reproduciendo un archivo comprimido con esa aproximación. A esto lo llamamos compresión 'con pérdida'. De manera similar, el cerebro recibe un flujo de datos con menos pérdidas cuando funciona a una tasa de procesamiento más alta. Podemos evaluar la tasa de procesamiento del cerebro probando su tasa de muestreo, medida por la tasa de fusión de parpadeo crítico.



Catherine Mewborn es candidata a doctorado en la Universidad de Georgia

Catherine Mewborn, quien dirigió el estudio, es candidata a doctorado en el departamento de psicología de la Universidad de Georgia.
Crédito: Dorothy Kozlowski / Universidad de Georgia

Pero el ruido no es la única implicación importante de la velocidad de procesamiento cognitivo. El tiempo de reacción es una manifestación de latencia en las redes neuronales que componen el sistema nervioso humano. Entre el momento en que un receptor detecta un estímulo y el momento en que enviamos una respuesta motora, la información recopilada por el receptor debe viajar a través de varias regiones diferentes del cerebro involucradas en la percepción y la asociación. Esto crea un retraso de tiempo aditivo asociado con la velocidad de propagación de las señales por los axones y a través de las redes neuronales, y también con la velocidad a la que esas neuronas pueden dispararse. Las neuronas que pueden disparar a una frecuencia más alta contribuyen menos a ese retraso aditivo y, por lo tanto, permiten un tiempo de reacción menor.



Además, la velocidad de procesamiento del cerebro es importante para la batalla en curso contra los trastornos cerebrales relacionados con el envejecimiento, como el Alzheimer. El procesamiento cognitivo más lento, según los NIH, es 'un factor de predicción principal del deterioro cognitivo que experimentan los adultos mayores'. Con métodos más detallados para detectar el deterioro de la función cognitiva, tenemos una mejor oportunidad de detectar precozmente trastornos como el Alzheimer que tienen síntomas cognitivos. Detectar estas enfermedades antes y con mayor precisión podría abrir una perspectiva sobre los procesos por los que se desarrollan, con la esperanza de una cura eventual.

Fuentes: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3061488/ y http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12404339

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