Científicos descubren cómo el cerebro mide el tiempo: dos regiones trabajan juntas como un reloj de arena biológico

La capacidad de calcular el momento exacto para hablar, caminar o golpear una pelota depende de un mecanismo interno del cerebro que hasta ahora no se comprendía del todo. Un nuevo estudio revela cómo dos regiones cerebrales clave cooperan para medir el paso del tiempo y coordinar los movimientos con precisión, de una forma comparable a un reloj de arena biológico.

Investigadores del Max Planck Florida Institute for Neuroscience descubrieron que la corteza motora y el estriado trabajan de manera conjunta para controlar el tiempo de las acciones. Este sistema no solo permite iniciar un movimiento en el momento adecuado, sino también ajustarlo de forma flexible según la situación.

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Un temporizador interno sin órganos del tiempo

A diferencia de la vista o el olfato, los seres humanos no contamos con un órgano sensorial específico para percibir el tiempo. Sin embargo, el cerebro es capaz de medir intervalos con notable precisión. Según los autores del estudio publicado en la revista Nature, esta habilidad depende de un “temporizador” interno cuya base neuronal había sido difícil de identificar.

“El cerebro tiene un temporizador ajustable, pero no estaba claro cómo se implementaba ni cuál era el rol específico de cada región”, explicó Zidan Yang, investigador principal del trabajo. Comprender este mecanismo resulta clave, ya que el control del tiempo es esencial para casi todas las actividades cotidianas.

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¿Cómo funciona el “reloj de arena” del cerebro?

Para investigar este proceso, los científicos entrenaron ratones para que realizaran una acción —lamer un dispensador— después de un intervalo determinado, por ejemplo, un segundo. Mientras los animales realizaban la tarea, el equipo registró la actividad de miles de neuronas en la corteza motora y en el estriado.

Los resultados mostraron que la corteza motora funciona como la parte superior del reloj de arena, enviando señales neuronales de forma continua. Estas señales llegan al estriado, donde se acumulan progresivamente, de manera similar a la arena que cae en la parte inferior del reloj. Cuando la señal alcanza un determinado nivel, se activa el movimiento.

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Pausar y rebobinar el tiempo

Para comprobar el papel de cada región, los investigadores utilizaron optogenética, una técnica que permite silenciar temporalmente áreas específicas del cerebro mediante pulsos de luz.

Cuando se inhibió la actividad de la corteza motora, el flujo de señales se detuvo, como si se bloqueara el paso de arena en un reloj. El resultado fue una pausa en el temporizador interno y un retraso en la acción del ratón.

En cambio, al silenciar el estriado, el sistema se reinició, como si el reloj de arena se diera vuelta. En ese caso, el movimiento se retrasó aún más, lo que sugiere que el cerebro “rebobinó” el conteo del tiempo.

Implicaciones para trastornos del movimiento

El hallazgo ayuda a explicar por qué enfermedades como el Parkinson o la enfermedad de Huntington, que afectan a estas mismas regiones cerebrales, provocan dificultades para iniciar, detener o coordinar movimientos.

Para Hidehiko Inagaki, investigador senior del estudio, entender cómo interactúan estos patrones de actividad neuronal es un paso clave. “Esperamos que este conocimiento pueda aprovecharse en el futuro para restaurar funciones motoras en personas que viven con trastornos del movimiento”, señaló.

Aunque el estudio se realizó en ratones y se centra en intervalos cortos de tiempo, los autores consideran que el mecanismo descubierto ofrece una base sólida para comprender cómo el cerebro humano controla el ritmo de nuestras acciones.