Las sensaciones de calor y frío provocan una actividad única en regiones superpuestas del cerebro, al inducir patrones de actividad temporal distintos en regiones corticales compartidas. Esta es la principal conclusión de un innovador estudio experimental de investigadores japoneses de la Universidad de Waseda, en el centro de Tokio.
Como resumen del estudio que aparece en Neuroscience, su director, el profesor Kei Nagashima, explica que los 20 voluntarios que participaron se sentaron en una habitación controlada, con los ojos cerrados y recibieron estímulos térmicos locales en los dedos derechos utilizando un aparato Peltier.El cerebro discrimina entre sensaciones de calor y frío al inducir patrones de actividad temporal distintos en regiones corticales compartidas, lo que ofrece información sobre cómo se codifica la información sensorial.Los estímulos térmicos se repitieron 40 veces utilizando un paradigma de estímulo térmico pareado, que comprendía un estímulo de referencia de 15 segundos (32 °C), seguido de estímulos condicionados de 10 segundos (24 °C y 40 °C, condiciones de frío y calor, respectivamente), para los cuales se monitorearon continuamente las señales de electroencefalografía (EEG) de 15 canales.
Para identificar los patrones de actividad neuronal cerebral, los científicos aplicaron un análisis de componentes independientes (CI) a los datos de EEG preprocesados. Se estimaron las ubicaciones de los dipolos de corriente equivalente, seguido de la agrupación de los CI con una varianza residual dipolar de menos del 15 %.
Posteriormente, analizaron las perturbaciones espectrales relacionadas con el evento en cada grupo identificado para calcular los cambios de potencia en rangos de frecuencia específicos.
El giro precentral derecho, el precúneo, el giro frontal medial, el giro frontal medio, el giro frontal superior, el cúneo, el giro cingulado, el giro precentral izquierdo, el giro occipital medio y el giro cingulado se activaron tanto en condiciones de frío como de calor.
En la mayoría de las regiones activadas, se observaron cambios temporales de potencia del EEG en todos los rangos de frecuencia y fueron diferentes entre las dos condiciones. Estos resultados pueden sugerir que las sensaciones de frío y calor se procesan a través de diferentes patrones de actividad neuronal cerebral temporal en regiones cerebrales superpuestas.
Estudios anteriores a este han demostrado que la corteza, la capa más externa del cerebro, es responsable de las sensaciones térmicas. Sin embargo, no se comprende bien cómo la corteza determina si algo está caliente o frío. La sensibilidad térmica suele ser subjetiva e individualista: lo que es una temperatura cómoda para alguien puede ser demasiado caliente o demasiado fría para otra persona.
En este trabajo, el profesor Nagashima, junto con el doctor Hironori Watanabe, también de la Universidad de Waseda, entre otros, utilizaron EEG para mapear la respuesta del cerebro a temperaturas frías y calientes y aclarar los patrones de actividad.
Curiosamente, tanto las temperaturas frías como las calientes provocaron actividad cerebral en las mismas 10 áreas. Sin embargo, el EEG difirió en respuesta a los dos tipos de sensación térmica. “Las diferencias en estos patrones de actividad permitirán distinguir las diferencias de temperatura, lo que conduce a diferentes comportamientos”, matiza el profesor Nagashima.
Diferentes tipos de patrones de actividad en las mismas regiones cerebrales podrían ser el mecanismo subyacente para distinguir entre temperaturas frías y calientes. También se observó que la mayor parte de la actividad cerebral se concentraba en el hemisferio derecho, lo que indica que tiene un papel más importante en las sensaciones térmicas que el hemisferio izquierdo.
En este estudio se ha demostrado que la corteza cingulada anterior, la ínsula y el lóbulo parietal inferior se involucran en la sensación térmica.
Según el Manual de MSD, la corteza cingulada anterior se encarga de establecer respuestas automáticas y endocrinas de la emoción y de la memoria; la ínsula procesa aspectos de la sensibilidad termoalgésica y, posiblemente, el gusto y el lóbulo parietal inferior es el encargado de procesar principalmente información somatosensorial; es decir, maneja datos sobre el tacto, el movimiento y la posición de nuestro cuerpo en relación al espacio.
Los conocimientos obtenidos en este estudio podrían aplicarse al desarrollo de métodos más objetivos para evaluar el confort térmico. En este sentido, el profesor Nagashima matiza que “la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado utiliza el confort térmico como estándar para crear un ambiente interior óptimo (aire acondicionado), pero aún se basa en informes subjetivos”.
Los riesgos para la salud debidos a la ambigüedad de las evaluaciones subjetivas del confort térmico podrían evitarse -siempre según este científico- con una mejor comprensión de la respuesta del cerebro.