Aconsegueixen modular les prediccions emocionals amb estimulació cerebral no invasiva
Investigadors de la UAB mostren que el processament predictiu està codificat al cervell en bandes de freqüències específiques i aporten evidència causal que pot modular-se “artificialment”. L’estudi obre la porta a la possibilitat de desenvolupar teràpies no invasives per restaurar l’equilibri del sistema de prediccions quan està afectat per condicions relacionades amb la salut mental.
09/05/2023
Un equip de recerca liderat per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha fet una passa clau en la comprensió de com es produeix el processament predictiu en el cervell humà i mostra com pot ser modulat a través de l’estimulació elèctrica no invasiva.
L’estudi l’ha dut a terme un equip de l’Institut de Neurociències (INc-UAB) i del Departament de Psicologia Clínica i de la Salut, de la Clínica Mayo i de la Universitat de Munic, dirigit per Lorena Chanes, professora agregada i ICREA Acadèmia, i s’ha publicat a Cerebral Cortex, d’Oxford University Press.
El cervell humà funciona de manera predictiva, anticipant constantment la informació sensorial a partir d’un model intern del món desenvolupat per l’experiència acumulada. Quan detecta errors en les prediccions, en comparar-les amb els senyals que li arriben dels sentits, actualitza aquest model per minimitzar futures errades.
Segons la literatura existent, el processament predictiu s’implementa al cervell a través de senyals que “viatgen” en forma d’ones per diverses àrees de l’escorça cerebral en diferents bandes de freqüència: oscil·lacions beta (12-30 Hz) pel que fa a les prediccions i gamma (30-90 Hz) quant als errors de predicció. En l’estudi publicat, els investigadors han estimulat elèctricament de manera selectiva i no invasiva una àrea prefrontal esquerra de l’escorça cerebral per modular aquests senyals i comprovar-ne l’efecte sobre una tasca de prediccions emocionals i percepció social.
L’experiment ha implicat 75 participants, als quals se’ls ha demanat fer prediccions sobre les expressions facials que mostrarien diversos individus en diferents contextos emocionals evocadors d’alegria, tristesa o por. Durant la tasca, els investigadors han aplicat als participants estimulació elèctrica no invasiva mitjançant un casc amb elèctrodes, analitzant també l’activitat cerebral amb electroencefalografia.
Els investigadors han constatat que l’estimulació a una freqüència de 20 Hz (dins la franja d’oscil·lacions beta) té un impacte en les prediccions sobre expressions facials, fent-les més estereotípiques: els individus tendeixen a esperar, en major grau que quan no hi ha estimulació, una expressió somrient davant d’un escenari que suggereix alegria, una expressió a punt de plorar enfront un context trist i un rostre amb els ulls molt oberts davant d’un escenari de por. L’impacte de l’estimulació elèctrica es reflecteix també en l’electroencefalografia, que mostra un augment de l’activitat cerebral en la banda de la freqüència utilitzada en la zona en què s’aplica.
«Aquest resultat, juntament amb l’absència de modulació a una freqüència diferent, mostra que els processos predictius estan codificats al cervell en bandes de freqüència específiques i que poden ser modulats de manera no invasiva per tal de modificar ‘artificialment’ el comportament en una tasca», assenyala Lorena Chanes.
L’estudi aporta informació nova sobre el funcionament del processament predictiu, establint les bases per entendre com es pot veure alterat en condicions relacionades amb la salut mental i com, potencialment, podria ser restablert a través de mètodes no invasius. «Un nombre creixent de condicions estan sent descrites en termes de disrupcions de processament predictiu, tal com hem vist, per exemple, en un estudi previ en relació a la depressió. En aquest sentit, i tot i que l’efecte observat és petit, podria obrir la porta a desenvolupar en un futur eines terapèutiques basades en aquest tipus de modulacions”, afegeix la investigadora de la UAB.
Els autors també assenyalen que les seves observacions podrien estendre’s més enllà de l’àmbit de la percepció social. «El processament predictiu és un mecanisme fonamental de funcionament cerebral i, per tant, té implicacions més enllà del camp de les expressions facials i la percepció social. És possible que modulacions com les que hem observat en aquest estudi es puguin observar també en altres tasques cognitives. Serà quelcom per explorar en futures investigacions», apunten.
Article: Metodi Draganov, Jordi Galiano-Landeira, Deniz Doruk Camsari, Jairo-Enrique Ramírez, Marta Robles, Lorena Chanes. Noninvasive modulation of predictive coding in humans: causal evidence for frequency-specific temporal dynamics. Cerebral Cortex, 2023, 1–10. DOI: 10.1093/cercor/bhad127