Revista internacional de minería de datos biomédicos
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abstracto

Regulación de estados cerebrales globales: orientación de trayectorias oscilatorias

denis larrivee

La autonomía, el sello distintivo de los sistemas vivos avanzados, depende de cómo el cerebro y el sistema nervioso extendido se autorregulan para adaptarse a la multiplicidad de tareas y la secuencia temporal que comprende la operación cognitiva. Dirigida al bien de todo el organismo, la autorregulación revela tanto la necesidad como la existencia de mecanismos cerebrales globales que modulan los eventos neuronales locales y supervisan su organización espaciotemporal. Por lo tanto, existe un acoplamiento implícito entre las escalas global y local que caracterizan la operación sistémica a gran escala, lo que requiere que los mecanismos de supervisión se distribuyan regionalmente para la activación local. La evidencia existente indica que la mediación del control depende de una distribución de actividad electropotencial oscilatoria, es decir, elementos dinámicos del cerebro que exhiben perfiles repetitivos y cíclicos. Existe un amplio consenso de que las oscilaciones detectables en los patrones de EEG, por ejemplo, se pueden agrupar en bandas de frecuencia que denotan diferentes estados cerebrales. Debido a su importancia para la salud humana, este trabajo considera los procesos subyacentes que activan y desactivan dichos mecanismos oscilatorios, y que es, por lo tanto, responsable de modular estos estados. Se cree que el control global de tales redes oscilatorias se logra mediante la modulación de su patrón de frecuencia, que puede incluir, por ejemplo, sincronización, desincronización o acoplamiento de frecuencia cruzada. La sincronización implica una superposición oscilatoria, que se cree que une varios elementos característicos en las representaciones cognitivas, como las emociones y los eventos sensoriales; la desincronización, por el contrario, implica la desconexión oscilatoria. En consecuencia, la capacidad para activar y desactivar selectivamente la actividad del oscilador es clave para dirigir diferentes estados cerebrales, es decir, para mediar en la orientación de las bifurcaciones a diferentes elementos dinámicos. Este documento explorará los roles de dos procesos que probablemente sean críticos para inducir la direccionalidad regulatoria, el pulso neuronal y el ruido neuronal. Los dos se considerarán en el caso especial de los circuitos de memoria, que se utilizarán aquí como un modelo general para lograr la regulación cerebral global.