La actividad espontánea continua controla el acceso a la conciencia: un modelo neuronal para la ceguera por falta de atención

Incluso en ausencia de entradas sensoriales, las neuronas corticales y del tálamo pueden mostrar patrones estructurados de actividad espontánea continua, cuyos orígenes y significado funcional no se comprenden bien. Usamos simulaciones por computadora para explorar las condiciones bajo las cuales la actividad espontánea emerge de un modelo simplificado de múltiples columnas tálamo-corticales interconectadas vinculadas por axones excitatorios de largo alcance y de arriba hacia abajo, y para examinar sus interacciones con la activación inducida por estímulos. Las simulaciones ayudan a caracterizar dos estados principales de actividad. Primero, emergen oscilaciones espontáneas en la banda gamma en un umbral preciso controlado por sistemas ascendentes de neuromoduladores. Segundo, dentro de una red con actividad espontánea, observamos la repentina "ignición" de uno de varios estados coherentes posibles de alta actividad entre neuronas corticales con proyecciones de larga distancia. Durante tal estado encendido, la actividad espontánea puede bloquear el procesamiento sensorial externo. Relacionamos esas propiedades con observaciones experimentales sobre las bases neuronales de estados endógenos de conciencia, y particularmente el bloqueo del acceso a la conciencia que ocurre en el fenómeno psicofísico de la "ceguera por falta de atención", en el que sujetos normales intensamente concentrados en actividad mental no perciben estímulos sensoriales salientes pero irrelevantes. Aunque altamente simplificado, las propiedades genéricas de una red mínima pueden ayudar a clarificar algunos de los fenómenos cerebrales básicos que sustentan la autonomía de la conciencia.