Un grupo de científicos de la Johns Hopkins Medicine, que utilizan escáneres de resonancia magnética y modelos por ordenador, aseguran haber identificado áreas del cerebro humano que regulan los esfuerzos para lidiar con la fatiga.

Los hallazgos, dicen, podrían permitir impulsar el desarrollo de estrategias conductuales que aumentarían el rendimiento físico en personas sanas, y también iluminarán los mecanismos neuronales que contribuyen a la fatiga en personas con depresión, esclerosis múltiple y accidente cerebrovascular.

Los resultados de la investigación se publicaron el 12 de agosto en Nature Communications. "Conocemos los procesos fisiológicos involucrados en la fatiga, como la acumulación de ácido láctico en los músculos, pero sabemos mucho menos sobre cómo se procesan los sentimientos de fatiga en el cerebro y cómo nuestro cerebro decide cuánto y qué tipo de esfuerzo debe hacer para superar la fatiga", afirma Vikram Chib, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y científico investigador del Instituto Kennedy Krieger.

Conocer las regiones del cerebro que controlan los esfuerzos para moderar la fatiga puede ayudar a los científicos a encontrar terapias que alteren esas opciones, a juicio de Chib, que, para el estudio, ha desarrollado por primera vez una forma novedosa de cuantificar objetivamente cómo las personas "sienten" la fatiga, tarea difícil porque los sistemas de clasificación pueden variar de una persona a otra: los médicos a menudo piden a sus pacientes que califiquen su fatiga en una escala del 1 al 7, pero al igual que las escalas de dolor, tales calificaciones son subjetivas y variadas.

Para estandarizar la métrica de la fatiga, Chib pidió a 20 participantes del estudio que tomaran decisiones basadas en el riesgo sobre la realización de un esfuerzo físico específico. La edad promedio de los participantes fue de 24 años, y osciló entre 18 y 34 años. Nueve de los 20 eran mujeres.

Se pidió a los 20 participantes que agarraran y apretaran un sensor después de entrenarlos para reconocer una escala de esfuerzo. Por ejemplo, cero era igual a ningún esfuerzo y 50 unidades de esfuerzo eran iguales a la mitad de la fuerza máxima del participante. Los participantes aprendieron a asociar las unidades de esfuerzo con cuánto exprimir, lo que ayudó a estandarizar el nivel de esfuerzo entre los individuos.

Los participantes repitieron los ejercicios de agarre durante 17 bloques durante 10 intentos cada uno, hasta que se fatigaron, y luego se les ofreció una de dos opciones para hacer cada esfuerzo. Una fue una elección aleatoria ("arriesgada") basada en un lanzamiento de moneda, que ofrecía la posibilidad de no realizar ningún esfuerzo o de un nivel de esfuerzo predeterminado. La otra opción fue un nivel de esfuerzo predeterminado. Al introducir incertidumbre, los investigadores estaban aprovechando cómo cada sujeto valoraba su esfuerzo, una forma, en efecto, de arrojar luz sobre cómo sus cerebros y mentes decidían cuánto esfuerzo hacer.

En función de si el participante eligió una opción arriesgada frente a la predeterminada, los investigadores utilizaron programas computarizados para medir cómo se sentían los participantes acerca de la posibilidad de realizar cantidades particulares de esfuerzo mientras estaban fatigados.

"Como era de esperar, encontramos que las personas tienden a ser más reacias al riesgo, a evitar, el esfuerzo", afirmó Chib. La mayoría de los participantes (19 de 20) optaron por la elección libre de riesgo de un nivel de esfuerzo predeterminado. Esto significa que, cuando estaban fatigados, los participantes estaban menos dispuestos a correr el riesgo de tener que hacer un gran esfuerzo.

Entre un grupo separado de 10 personas entrenadas en el sistema de agarre pero sin numerosas pruebas que provocaran cansancio, no hubo una tendencia significativa a elegir el arriesgado lanzamiento de una moneda o el esfuerzo definido.

El equipo de investigación de Chib también evaluó la actividad cerebral de los participantes durante los ejercicios de agarre utilizando escáneres de resonancia magnética funciona, que rastrean el flujo sanguíneo a través del cerebro y muestran qué neuronas se activan con más frecuencia.

El equipo de Chib ha confirmado que la actividad cerebral, cuando los participantes eligen entre las dos opciones, parecen aumentar en todos los participantes en un área del cerebro conocida como ínsula.

Y utilizando escáneres de resonancia magnética funcional, observaron más de cerca la corteza motora del cerebro cuando los participantes estaban fatigados. Esta región del cerebro es la encargada de realizar el esfuerzo en sí.

Los investigadores han detectado que la corteza motora se desactiva en el momento en que los participantes "deciden" entre las dos opciones de esfuerzo. Ese hallazgo es consistente, dice Chib, con estudios previos que muestran que cuando las personas realizan esfuerzos repetidos, la actividad de la corteza motora disminuye, asociada con menos señales que se envían a los músculos.

Los participantes cuya actividad de la corteza motora cambió menos, en respuesta al esfuerzo agotador, fueron los que mostraron mayor aversión al riesgo en sus elecciones de esfuerzo y estaban más fatigados. Esto sugiere que la fatiga puede surgir de una mala evaluación entre lo que un individuo cree que es capaz de lograr y la situación real.