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El cerebro es inherentemente dinámico: incluso durante el estado de reposo, las fluctuaciones de actividad neuronal son no triviales y pueden influenciar el comportamiento de forma compleja. En esta tesis abordamos el estudio de la actividad espontánea del cerebro desde dos perspectivas diferentes....
El cerebro es inherentemente dinámico: incluso durante el estado de reposo, las fluctuaciones de actividad neuronal son no triviales y pueden influenciar el comportamiento de forma compleja. En esta tesis abordamos el estudio de la actividad espontánea del cerebro desde dos perspectivas diferentes. En primer lugar, investigamos la correspondencia que existe entre la actividad cerebral espontánea y evocada aplicando métodos de neuroimágenes y neuroinformática. A nivel global, la actividad espontánea del cerebro humano está organizada en redes de estado de reposo (RSN), patrones complejos de actividad sincronizada que representan la mayoría del consumo metabólico del cerebro. La supuesta correspondencia entre estos patrones y aquellos generados por la ejecución de tareas plantea la hipótesis que la actividad cerebral espontánea se origina en el curso del procesamiento cognitivo espontáneo. Investigamos un gran número de mapas meta-analíticos de activación obtenidos a partir de un análisis automático de la literatura de neuroimágenes para establecer que la similitud tarea-reposo podría no reflejar una correspondencia entre actividad espontánea y evocada, sino que podría estar inflada por dos potenciales fuentes de sesgo: la escala espacial global típica de las RSN vs. la activación localizada inducida por tareas en regiones anatómicas específicas, y la inclusión de mapas relacionados con términos neuroanatómicos (p. ej. “parietal”, “occipital”, “cingulado”, etc.), los cuales se encuentran tanto en la base de datos utilizada para este trabajo, así como en reportes previos en la literatura. En la segunda mitad de esta tesis, investigamos cómo la modulación de la actividad espontánea del cerebro por medios externos puede impactar en comportamientos complejos, tales como aquellos que determinan la performance en un deporte de alto rendimiento como es el canotaje de velocidad. Adoptando un enfoque experimental, demostramos que la estimulación eléctrica transcraneal aplicada durante el reposo puede impactar en varias dimensiones relevantes para el rendimiento de los atletas, lo cual complementa los análisis teóricos y computacionales desarrollados en la primera mitad de la tesis. En resúmen, nuestros resultados desafían el origen cognitivo de la actividad cerebral espontánea, sugiriendo que procesos homeostáticos restringidos por la conectividad anatómica del cerebro también podrían jugar un rol importante en la generación y formación de las fluctuaciones de actividad cerebral humana durante el reposo. También muestran que la potencial modulación de dichos procesos homeostáticos por corrientes eléctricas externas es capaz de influenciar un comportamiento complejo, tal como es la práctica de un deporte de alto rendimiento.
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Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Químicas Escuela de Ciencia y Tecnología de la UNSAM
