Un estudio identifica en el tronco encefálico de los ratones un circuito de neuronas que funciona como el  filtro de la atención, y al apagarlo los animales desarrollaron síntomas de TDAH

El TDAH es el Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad, y se supone que su origen está en la parte del cerebro dedicada, bueno, a prestar atención. Durante décadas, se ha asumido que la corteza prefrontal es esta parte, y las explicaciones neurológicas sobre la atención se han centrado en ella. Es la región más evolucionada del cerebro humano, la sede del control ejecutivo, y cuando alguien mantiene la concentración en una tarea difícil ignorando el ruido del entorno, ese logro se atribuye habitualmente a esa zona. El problema con esa explicación ha sido siempre el mismo: los peces.

Los peces pueden focalizarse. Los peces pueden seguir un objetivo específico mientras ignoran otros objetos en movimiento en su campo visual, demostrando algo funcionalmente idéntico a la atención espacial selectiva. Pero los peces no tienen una corteza prefrontal desarrollada. Tampoco los pájaros, las ranas o las tortugas. Todos ellos, sin embargo, muestran la misma capacidad de filtrar distracciones y bloquear lo que no importa. El estudio de Johns Hopkins acaba de encontrar la estructura que explica cómo lo hacen.

El colículo superior como motor de selección de la atención

El equipo del neurocientífico Shreesh Mysore identificó, en el tronco encefálico de ratones, un pequeño grupo de neuronas inhibitorias situadas en una estructura llamada colículo superior. Este circuito forma lo que los investigadores describen como un motor de selección atencional: un sistema competitivo que evalúa continuamente las señales sensoriales entrantes, las compara entre sí y toma una decisión: esta ubicación es importante, estas otras no.

«Esta parte del cerebro es como un motor de selección atencional», explicó Mysore. «Ayuda a resolver la pregunta: ¿qué es la información más importante a la que debo prestar atención ahora mismo?» El colículo superior existe en todos los vertebrados. Es una estructura evolutivamente conservada que apareció cientos de millones de años antes de que surgiera la corteza prefrontal, y está presente con la misma arquitectura básica en ratones, peces, aves y, con toda probabilidad, en humanos.

Un interruptor que produce el TDAH en 24 horas

Los investigadores entrenaron a los ratones en una tarea de atención diseñada para replicar los tests utilizados en estudios humanos de TDAH. Los animales aprendieron a responder correctamente a estímulos visuales presentados directamente frente a ellos mientras ignoraban distractores que aparecían en la periferia. Una vez que los ratones realizaban la tarea con fiabilidad, el equipo usó una técnica de silenciamiento temporal para desactivar las neuronas del tronco encefálico.

El efecto fue inmediato. Los animales que hasta ese momento habían rendido con normalidad se volvieron incapaces de filtrar incluso distractores débiles en su campo visual periférico. Eran atraídos por estímulos irrelevantes y perdían la capacidad de mantener el foco en el objetivo principal.

Su comportamiento coincidía exactamente con lo que se observa clínicamente en personas con TDAH: no un fallo de visión, no un fallo de motivación, sino un fallo específico del proceso competitivo que jerarquiza las señales entrantes y suprime las que no importan. «Lo único que estaba deteriorado era su capacidad de tomar las partes de información en competencia, compararlas y prestar atención a la ubicación con la información más importante», señaló Mysore.

Al día siguiente, los investigadores reactivaron las neuronas. La atención normal se restauró por completo. Los mismos animales que horas antes habían sido hiperactivos ante cualquier distractor estaban de nuevo en condiciones de ignorar interferencias fuertes y mantener el foco en la tarea.

¿Hay que cambiar las teorías sobre el TDAH?

La explicación prefrontal de la atención tiene un problema evolutivo de fondo que este estudio vuelve a subrayar. Si la atención espacial selectiva dependiera principalmente de la corteza prefrontal, debería estar limitada, o al menos ser sustancialmente más potente, en los animales con una corteza prefrontal bien desarrollada. Pero la evidencia no lo respalda. Los pájaros tienen una atención precisísima. Las ranas también. Los peces también. Todos tienen tronco encefálico. Ninguno tiene corteza prefrontal que merezca ese nombre en el sentido humano.

Lo que el estudio propone es que la corteza prefrontal no es el origen del mecanismo de atención, sino un sistema que modula y refina un proceso más básico, más antiguo y más conservado evolutivamente que ya opera en el tronco encefálico. La atención no se inventó con el neocórtex: tiene raíces que preceden a los mamíferos en cientos de millones de años, y esas raíces están en el colículo superior.

Las implicaciones para el tratamiento del TDAH

El TDAH afecta aproximadamente al 5-7% de los niños y al 2-5% de los adultos en todo el mundo. Los tratamientos farmacológicos más utilizados, el metilfenidato (Ritalín) y las anfetaminas, actúan principalmente sobre los sistemas dopaminérgico y noradrenérgico de la corteza prefrontal y el estriado. Funcionan para muchos pacientes, pero no para todos, y sus efectos secundarios limitan su uso en determinadas poblaciones.

Si el mecanismo primario de la atención selectiva reside en el tronco encefálico, y si el TDAH implica una disfunción en ese circuito del colículo superior, los fármacos actuales podrían estar actuando sobre la capa reguladora superior sin tocar el origen del problema. Eso no significa que deban abandonarse: actuar sobre la corteza prefrontal y el estriado puede compensar parcialmente la disfunción más profunda. Pero sí sugiere que existe un objetivo farmacológico alternativo que hasta ahora no había sido considerado.

Los investigadores son cautos sobre las implicaciones clínicas directas. El estudio se realizó en ratones, y aunque el colículo superior está presente en humanos con una arquitectura similar, confirmar que el mismo mecanismo opera de la misma forma en el cerebro humano requiere trabajo adicional. Lo que el estudio sí establece con solidez es que la búsqueda del origen neurológico de la atención ha estado mirando, durante décadas, en el lugar equivocado.

Referencia

Evolutionarily old brainstem neurons are required for the control of selective spatial attention