La sincronía neuronal es la correlación de la actividad cerebral de dos o más personas a lo largo del tiempo. En las neurociencias sociales y afectivas, la sincronía neuronal se refiere específicamente al grado de similitud entre las fluctuaciones neuronales espacio-temporales de varias personas. Este fenómeno representa la convergencia y el acoplamiento de los sistemas neurocognitivos de diferentes personas y se cree que es el sustrato neuronal de muchas formas de dinámica interpersonal y experiencias compartidas. Algunas investigaciones también se refieren a la sincronía neuronal como sincronía entre cerebros, acoplamiento de cerebro a cerebro, correlación entre sujetos, conectividad entre cerebros o acoplamiento neuronal. En la literatura actual, la sincronía neuronal es notablemente distinta de la sincronía intracerebral (a veces también llamada sincronía neuronal), que denota el acoplamiento de actividad entre regiones del cerebro de un solo individuo.
Los enfoques de sincronía neuronal representan una importante contribución teórica y metodológica al campo. Desde su concepción, los estudios de la sincronía neuronal han ayudado a dilucidar los mecanismos subyacentes a los fenómenos sociales, incluida la comunicación, el procesamiento narrativo, la coordinación y la cooperación. Al enfatizar la dinámica social del cerebro, esta área de investigación ha desempeñado un papel fundamental a la hora de hacer que la neurociencia esté más en sintonía con las inclinaciones sociales de las personas, una perspectiva que a menudo se pierde en los enfoques a nivel individual para comprender el cerebro.
Historia
Motivación Impulsado por el deseo de comprender la naturaleza social del cerebro humano, el estudio de la sincronía neuronal surge de la cognición social, un subcampo de la psicología que explora cómo entendemos e interactuamos con otras personas a través de procesos como la mentalización o la teoría de la mente. Dado que se basa en la medición de la actividad cerebral, la sincronía neuronal también tiene sus raíces en la neurociencia cognitiva.
A pesar del crecimiento de la cognición social y la neurociencia cognitiva antes de principios de la década de 2000, la investigación sobre el cerebro descuidó los procesos interpersonales y se centró principalmente en los mecanismos neuronales de las conductas de los individuos. Además, la investigación en neurociencia que sí investigó cuestiones sociales solo investigó cómo los procesos sociales afectan la dinámica neuronal en un solo cerebro. Teniendo en cuenta que los investigadores reconocieron claramente cómo la interacción interpersonal era fundamental para la cognición humana, la escasez de investigaciones en neurociencia social y multicerebro representó una tensión en el campo. En respuesta a la discrepancia entre la complejidad de la interacción social y el enfoque de la neurociencia cognitiva en un solo cerebro, los investigadores pidieron un enfoque multipersonal orientado a la interacción para comprender el cerebro.
Historia temprana En 2002, el neurocientífico estadounidense P. Read Montague articuló la necesidad de examinar la actividad neuronal de varios individuos al mismo tiempo. En este punto, Montague y sus colegas escribieron: "Estudiar las interacciones sociales escaneando el cerebro de una sola persona es análogo a estudiar las sinapsis mientras se observa la neurona presináptica o la neurona postsináptica, pero nunca ambas simultáneamente". Realizaron el primer escáner cerebral de más de una persona mediante el uso de imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) hacer tomar grabaciones simultáneas de dos personas involucradas en un simple juego de engaño. Si bien este estudio marcó el primer ejemplo de neuroimagen multicerebral, en 2005, King-Casas y otros combinaron la neuroimagen con un juego de intercambio económico para realizar el primer estudio que comparó directamente la actividad neuronal entre pares de sujetos. Desde entonces, los estudios de imágenes multicerebrales han ganado popularidad, lo que ha llevado a la formación de marcos preliminares de sincronía neuronal.
Las primeras conceptualizaciones de la sincronía neuronal, en su mayoría del Laboratorio Hasson de la Universidad de Princeton, fueron motivadas por modelos de acoplamiento estímulo-cerebro. En estos modelos, aspectos del entorno físico emiten señales mecánicas, químicas y electromagnéticas, que el cerebro recibe y traduce en impulsos eléctricos que guían nuestras acciones y nos permiten comprender el mundo. Los investigadores supusieron que la sincronización de la actividad neuronal entre dos cerebros debería aprovechar el mismo sistema que vincula la actividad neuronal a los estímulos ambientales. Si el estímulo es otra persona, entonces el sistema perceptivo de un cerebro puede acoplarse con los comportamientos o emociones de la otra persona, provocando "activaciones indirectas" que se manifiestan como respuestas neuronales sincronizadas entre el perceptor y el agente. Según la teoría, este proceso también ocurre a través de interacciones sinérgicas más complejas, especialmente cuando las personas se comunican y transmiten significado.
Mayor desarrollo Durante las últimas dos décadas, la sincronía neuronal se ha convertido en un tema de estudio cada vez más común en la investigación de la neurociencia social y afectiva, estimulando el desarrollo conceptual y metodológico. Junto con un énfasis en diseños experimentales naturalistas y ecológicamente válidos, el enfoque en los estudios de neurociencia multicerebro ha aumentado la capacidad de los investigadores para explorar la sincronía neuronal en contextos sociales. Como resultado, las conceptualizaciones de la sincronía neuronal se han ampliado para incorporar una gama más amplia de ideas, aunque a menudo se la ve como un correlato neuronal de las experiencias compartidas de dos o más personas. Los estudios ahora involucran una variedad de procesos sociales, con aplicaciones que abarcan desde la simple sincronización motora hasta el aprendizaje en el aula.
Se han producido avances metodológicos notables gracias a la evolución de las técnicas de imágenes multicerebrales más allá de la resonancia magnética funcional, especialmente la magnetoencefalografía / electroencefalografía (MEG/EEG) y la espectroscopia funcional del infrarrojo cercano (fNIRS), métodos que permiten diseños experimentales más socialmente interactivos. Estas tecnologías también se complementan con técnicas integrales de procesamiento de datos que son útiles en análisis multicerebrales, como la causalidad de Granger o el valor de bloqueo de fase (PLV).
Como enfoque progresivamente paradigmático en la neurociencia social y afectiva, la sincronía neuronal sustenta la búsqueda en este campo de la base cerebral de la interacción social.
Un estudio de 2022 realizado por la Universidad de Helsinki midió la sincronización cerebral entre los jugadores durante los videojuegos cooperativos en línea.
Métodos
Hiperescaneo El estudio de la sincronía neuronal se basa en métodos avanzados de neuroimagen, en particular la hiperexploración. Acuñado en 2002 por Montague et al., el hiperescaneo se refiere al método de medir simultáneamente las respuestas hemodinámicas o neuroeléctricas de dos o más cerebros mientras realizan la misma tarea o estímulo. La capacidad de registrar la actividad temporal de múltiples cerebros hace que el hiperescaneo sea propicio para explorar la variación en la actividad entre cerebros. También permite a los experimentadores examinar diversos aspectos de los registros neuronales en escenarios naturalistas, desde el procesamiento de estímulos de bajo nivel hasta la cognición social de alto nivel. Por estas razones, el hiperescaneo ha ayudado a fomentar una investigación sistemática de la dinámica interpersonal a nivel del cerebro.
Aunque el hiperescaneo se ha convertido en la técnica de imágenes más común para estudiar la sincronía neuronal, los investigadores no necesariamente necesitan escanear los cerebros simultáneamente. A veces se denomina medición fuera de línea o "pseudohiperescaneo"; este enfoque alternativo sigue la misma premisa básica que el hiperescaneo, excepto que la actividad cerebral de los participantes se registra de uno en uno. Luego se analizan los datos de diferentes exploraciones de participantes aislados para comparar similitudes funcionales durante tareas o estímulos idénticos.
Técnicas de imagen Los métodos de hiperescaneo y escaneo fuera de línea se pueden lograr mediante técnicas comunes de imágenes cerebrales hemodinámicas o neuroeléctricas no invasivas. Una revisión de los estudios de hiperexploración de sincronía neuronal mostró que los métodos más frecuentes son EEG, fNIRS y fMRI, que representan el 47%, el 35% y el 17% de los estudios, respectivamente. Cada técnica ofrece contribuciones únicas a la comprensión de la sincronía neuronal dadas sus ventajas y limitaciones relativas.
El EEG mide la actividad eléctrica del cerebro a través del cuero cabelludo. Se utiliza ampliamente para estudiar la sincronía neuronal debido a su resolución temporal superior en el rango de milisegundos. Aunque susceptible a los movimientos de la cabeza, el EEG todavía permite explorar la sincronía neuronal a través de diseños naturalistas donde las personas pueden interactuar socialmente. La desventaja del EEG es su resolución espacial relativamente pobre, lo que dificulta dilucidar las cualidades espaciales de la activación cerebral en contextos sociales.
fNIRS utiliza ondas infrarrojas cercanas para medir la Imagen de contraste dependiente del nivel de oxígeno en la sangre (BOLD) en el cerebro. Es un método de imagen cada vez más popular para estudios de sincronía neuronal debido a su portabilidad y tolerancia al movimiento, lo que lo hace ideal para probar estímulos sociales del mundo real. fNIRS solo mide las regiones corticales del cerebro y su resolución temporal no es tan fina como la del EEG. Sin embargo, el equilibrio entre las propiedades espaciales y temporales, combinado con la capacidad de los sujetos para moverse e interactuar con relativa libertad durante el escaneo, califican a fNIRS como una opción versátil para explorar la sincronía neuronal.
La resonancia magnética funcional utiliza resonancia magnética para medir la respuesta BOLD del cerebro. La principal ventaja de este método es la resolución espacial precisa, que permite a los investigadores examinar en profundidad los procesos neurocognitivos que ocurren en el cerebro. Sin embargo, la resonancia magnética funcional tiene una resolución temporal baja, es muy sensible al movimiento y requiere que los sujetos se acuesten en una máquina de resonancia magnética ruidosa mientras interactúan con una pantalla. Estos factores plantean limitaciones para el estudio de la sincronía neuronal, que a menudo requiere entornos naturalistas y tareas que sean representativas de contextos sociales del mundo real.
Análisis