Un equipo del Instituto de Neurociencias CSIC-UMH muestra que la dirección de las ondas lentas depende del grado de excitabilidad neuronal y valida el hallazgo con modelos y experimentos en ratón.
La actividad cerebral nunca se detiene. Incluso en el sueño profundo o bajo anestesia, la corteza genera oscilaciones lentas que ordenan el “reposo activo” del cerebro. Un estudio del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) demuestra que la dirección en que viajan esas ondas no viene dictada principalmente por los “cables” anatómicos, sino por el nivel de excitabilidad de las neuronas: la región más excitable marca el ritmo y arrastra a las demás. El trabajo, publicado en iScience, combina un modelo computacional que integra escalas local y global con validación experimental en ratones, y abre pistas para entender mejor el sueño profundo, optimizar anestesias y desentrañar alteraciones como la epilepsia.
Qué aporta el estudio
Un “líder” neuronal que impone el rumbo
El equipo introduce un marco en el que múltiples áreas corticales conectadas tienden a sincronizarse con la más excitable. Cuando esa excitabilidad cambia, el “liderazgo” cambia y la dirección de propagación también.
Cambio de paradigma respecto a la anatomía
Aunque la arquitectura de conexiones influye, los autores muestran que las diferencias de excitabilidad pesan más para explicar por qué unas ondas viajan de frontal a occipital (lo habitual) y otras en sentido inverso.
Validación con modelos y con animales
El modelo integra la dinámica local de redes aisladas y la interacción global entre áreas. Al aumentar farmacológicamente la excitabilidad en el lóbulo occipital de ratones anestesiados, las ondas invirtieron su dirección, confirmando la predicción del modelo.
Por qué importa
Sueño profundo y consolidación
Las oscilaciones lentas coordinan grandes poblaciones neuronales durante el sueño N3. Entender qué las guía ayuda a interpretar cómo se limpian “ruidos” sinápticos y cómo se estabiliza la memoria.
Anestesia más precisa
Si la excitabilidad local dirige el tráfico, ajustar agentes anestésicos con ese parámetro en mente podría mejorar estabilidad y recuperación.
Epilepsia y estados patológicos
La propagación anómala de actividad podría depender de “islotes” hiperexcitables que empujan al resto. Mapear y modular esos focos ofrece dianas clínicas.
Metodología combinada
Modelo computacional multiescala
Se simularon poblaciones corticales con parámetros que capturan balance excitación-inhibición, adaptación y conectividad de largo alcance. El modelo predijo que pequeñas asimetrías de excitabilidad bastan para fijar la dirección global.
Prueba experimental en ratón
En anestesia, un cóctel que eleva la excitabilidad en corteza occipital invirtió el sentido de las ondas (de fronto-occipital a occípito-frontal), cuantificado con registros electrofisiológicos y análisis de fase.
Implicaciones y próximos pasos
Hacia biomarcadores de estado cortical
Medidas no invasivas (EEG de alta densidad) podrían estimar gradientes de excitabilidad regional y anticipar inversiones de flujo durante el sueño o en trastornos del ritmo cortical.
Neurotecnología y estimulación
Guiar la dirección de las ondas con estimulación transcraneal (eléctrica o magnética) adaptada al mapa de excitabilidad podría modular el sueño profundo o interrumpir patrones pro-epilépticos.
Investigación traslacional
Explorar si fármacos que reduzcan excitabilidad en “regiones líderes” normalizan la propagación en epilepsia focal o mejoran la arquitectura del sueño en trastornos del mismo.
Tabla resumen del estudio
| Dimensión | Qué han hecho | Hallazgo clave | Relevancia práctica |
|---|---|---|---|
| Fenómeno | Ondas lentas corticales (sueño/anestesia) | La región más excitable fija la dirección | Reinterpreta marcadores de sueño profundo |
| Método | Modelo + validación en ratón | La excitabilidad supera a la anatomía | Dianas para anestesia y neuromodulación |
| Experimento | Aumentar excitabilidad occipital | Inversión del sentido de propagación | Prueba causal del mecanismo |
| Aplicaciones | Sueño, epilepsia, anestesia | Mapas de excitabilidad regional | Personalización terapéutica |
Resumen
Este trabajo del Instituto de Neurociencias CSIC-UMH propone una explicación dinámica de cómo el cerebro organiza sus ondas lentas: la región más excitable actúa como “metrónomo” que alinea a las demás. La combinación de teoría y experimento permite pasar del “dónde están los cables” al “quién tiene el volante”, con implicaciones directas para sueño, anestesia y epilepsia. El siguiente paso será construir mapas no invasivos de excitabilidad en humanos y probar intervenciones que modulen esa “jerarquía” para restaurar propagaciones saludables.
Valor educativo y divulgativo
Valor: Alto. Acerca con rigor y lenguaje claro un avance reciente en ritmos cerebrales, explica por qué la excitabilidad gobierna la dirección de las ondas lentas y traduce sus implicaciones clínicas y tecnológicas en mensajes prácticos para profesionales y público interesado.
Referencias
https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01474-9
Más info sobre la ONG Guía de Mayores en su blog
