Influencia circadiana y marcadores fisiológicos en una tarea de vigilancia e inhibición de respuesta

Resumen

La vigilancia hace referencia a nuestra habilidad para mantener el foco de atención y permanecer alerta durante periodos de tiempo prolongado. Uno de los hallazgos más importantes en la literatura es el deterioro en la ejecución con el paso del tiempo en tareas de vigilancia, fenómeno conocido como decremento de vigilancia. A diario realizamos actividades en las que mantener la atención durante un periodo de tiempo relativamente largo es crucial. Del mismo modo, inhibir respuestas inapropiadas es una habilidad crítica en nuestra vida diaria. La inhibición de respuesta puede definirse como un proceso encargado de controlar las respuestas automáticas o dominantes. La tarea de vigilancia SART requiere inhibir la respuesta ante la presentación de estímulos impredecibles e infrecuentes, ya que invierte el patrón de respuesta característico de las tareas tradicionales de vigilancia en las que hay que detectar y responder a este estímulo objetivo. En la tarea SART, por tanto, se debe mantener la atención endógena para una inhibición eficaz de las respuestas automáticas o inapropiadas. Además del efecto del paso del tiempo en tarea, la vigilancia fluctúa a lo largo del día. Por otra parte, existen diferencias individuales de cronotipo (matutino, intermedio, vespertino) que modulan nuestras funciones cognitivas. Sin embargo, normalmente los estudios no tienen en cuenta estas diferencias individuales. La diferencia entre los momentos de máxima eficiencia en la ejecución en función del cronotipo se conoce como efecto de sincronía. Mientras que algunos estudios sugieren que los procesos de control se modulan por la hora del día y las diferencias individuales en cronotipo, otros sostienen que este efecto de sincronía se observa en procesos de carácter automático. En esta línea, se ha observado que la habilidad para inhibir respuestas inapropiadas en la tarea SART varía en función de la hora del día. Por el contrario, la velocidad de respuesta, considerada el aspecto automático de la tarea, no mostró variaciones diurnas. Sin embargo, no se ha estudiado la influencia de la tipología circadiana en la ejecución de la tarea SART. El estudio de la influencia de estos factores circadianos tiene importantes aplicaciones prácticas, por ejemplo, el diseño de jornadas laborales, evaluaciones neuropsicológicas o en educación, y por tanto para la salud y la seguridad en general. Asimismo, anticipar y predecir fallos de vigilancia que puedan acarrear consecuencias graves (como un accidente en el ámbito laboral debido) mediante índices fisiológicos también es de especial relevancia. Por tanto, en la presente tesis estudiamos el efecto del paso del tiempo en tarea en la habilidad para inhibir respuestas inapropiadas y si es modulado por la influencia de la hora del día y las diferencias individuales de cronotipo. Por otra parte, investigamos la relación entre la ejecución en la tarea SART y medidas fisiológicas, concretamente, la actividad eléctrica cortical y la temperatura de la piel. En el Estudio 1 investigamos el efecto del paso del tiempo en tarea en la habilidad para inhibir respuestas automáticas o inapropiadas mediante un protocolo de hora del día. Es decir, evaluamos a los participantes a su hora óptima y no óptima en función de su cronotipo mientras siguen su horario y actividades habituales. Por otra parte, manipulamos la estrategia que debían adoptar los participantes (precisión, rapidez). En la estrategia precisión se priorizaba la exactitud (inhibir correctamente la respuesta) sobre la velocidad de respuesta, siendo por tanto el objetivo principal alcanzar altos niveles de exactitud. En la estrategia precisión, los participantes adoptaban un estilo de respuesta de carácter controlado. Por el contrario, en la estrategia rapidez se priorizaba la velocidad de respuesta sobre la inhibición de respuesta, adoptando un estilo de respuesta más automático. Cuando se requería la participación de procesos de control (estrategia precisión) observamos el efecto de sincronía. Los participantes matutinos mostraron un deterioro en la habilidad para inhibir respuestas inapropiadas en la sesión de tarde mientras que los vespertinos mostraron un deterioro más acusado en la sesión de mañana en comparación con la sesión de tarde. Sin embargo, la ejecución en la tarea no fue modulada por el cronotipo y la hora del día cuando los participantes adoptaban un estilo de respuesta de carácter más automático (estrategia rapidez). En el Estudio 2 nuestro objetivo fue explorar los cambios en la actividad eléctrica del cerebro asociados a la habilidad para inhibir respuestas inapropiadas con el paso del tiempo en tarea. Las sesiones experimentales se realizaron a una hora neutra (11:00 h). Los estudios con tareas go-nogo sugieren que los potenciales N2 y P3, con máxima amplitud en zonas frontocentrales cuando se requiere inhibir una respuesta, son índices del proceso inhibitorio. Los potenciales relacionados con el procesamiento en etapas tempranas en estudios con tareas go-nogo, como el P1 y el N1, reciben menos atención. En la tarea SART se han observado los potenciales N2 y P3 cuando se debe inhibir la respuesta, y una mayor amplitud se ha relacionado con una inhibición más eficaz. Sin embargo, no se ha estudiado el curso temporal de los índices electrofisiológicos de la inhibición de respuesta con el paso del tiempo en la tarea SART. Con este objetivo, analizamos las ondas P1, N1, N2 y P3 para evaluar si el efecto del paso del tiempo influía específicamente en los procesos relacionados con la selección de respuesta y control cognitivo o también en etapas de procesamiento más tempranas. Observamos una amplitud reducida con el paso del tiempo en N2 y P3. Nuestros resultados sugieren que la amplitud de las ondas N2 y P3 podrían ser índices de la eficiencia inhibitoria con el paso del tiempo en tarea. Además, la amplitud del N1 incrementó, fue más negativa, con el paso del tiempo en tarea. Este incremento en la amplitud del N1 podría reflejar una mayor dificultad de la discriminación perceptiva con el paso del tiempo. Sin embargo, no observamos una relación entre las medidas comportamentales de la tarea (exactitud para inhibir respuestas inapropiadas y velocidad de respuesta) y las medidas neurofisiológicas, posiblemente por el tamaño de la muestra en este estudio. En el Estudio 3, nuestro interés residía en el estudio de un índice autonómico, la temperatura de la piel. El objetivo de esta serie experimental fue investigar si la temperatura de la piel podría ser un índice fiable y sensible de la ejecución en la tarea SART, con la ventaja de ser un método fácil y de bajo coste, portátil y no invasivo. La temperatura de la piel, especialmente la temperatura proximal, se ha relacionado recientemente con respuestas más lentas y una mayor frecuencia de lapsus atencionales en una tarea de tiempo de reacción simple. Sin embargo, no se ha estudiado si esta relación temperatura-ejecución puede generalizarse a tareas de vigilancia más complejas que requieren control ejecutivo como la tarea SART. Por otra parte, no se ha investigado si las fluctuaciones en temperatura de la piel son selectivas a las demandas impuestas por la tarea que se realiza ni el curso temporal de la temperatura de la piel durante la tarea. Por tanto, llevamos a cabo dos experimentos. En el Experimento 1, los participantes asignados al grupo Tarea realizaron la tarea SART mientras que los participantes asignados al grupo No Tarea recibieron la misma estimulación sensorial pero no realizaron la tarea. Las sesiones se realizaron a una hora neutra (11:00 h) y se evaluó a participantes principalmente con cronotipo intermedio (es decir, participantes sin puntuaciones extremas en el cuestionario de Matutinidad-Vespertinidad). En el experimento 1 no observamos una relación entre temperatura de la piel y ejecución. Las temperaturas de la piel mostraron el patrón típico de la temperatura durante la mañana y nuestra manipulación de las demandas de tarea (Tarea, No Tarea) pudo no ser suficientemente robusta. En el Experimento 2, se llevó a cabo una manipulación de las demandas de la tarea mediante el paradigma de doble tarea. Los participantes debían realizar dos tareas simultáneamente en la condición dual (SART y una tarea de conteo) y solo la tarea SART en la condición simple. En el experimento 2, las sesiones experimentales se realizaron a diferentes horas del día (9:00, 11:00, 13:00, 16:00, 18:00 y 20:00 h) para minimizar la influencia de los ritmos circadianos y mejorar la generalización de nuestros resultados. En el experimento 2, nuestros resultados sugieren que la temperatura proximal en particular podría ser un índice de la ejecución en tareas de vigilancia más complejas como la tarea SART, que requiere inhibición de respuesta. Un incremento en la temperatura proximal se relacionó con una mayor exactitud y una velocidad de respuesta más lenta, sugiriendo un estilo de respuesta de carácter más controlado con una temperatura proximal alta. Además, nuestros resultados mostraron por primera vez que la temperatura proximal fue sensible a las demandas de la tarea y al efecto del paso del tiempo.