Browsing by Author "Leiva Cisterna, Ivo Pablo Andrés"

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    Inter-brain synchrony in social interactions: Underlying mechanism or epiphenomenon?
    (2025) Leiva Cisterna, Ivo Pablo Andrés; Rodríguez B., Eugenio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Sociales; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y Farmacia
    El estudio de la dinámica cerebral durante las interacciones sociales ha aumentado considerablemente en las últimas décadas. Con el surgimiento del hyperscanning – una técnica para el registro simultáneo de múltiples individuos, los estudios en neurociencia social han encontrado consistentemente acoplamiento neural entre individuos que interactúan. Este creciente cuerpo de evidencia sugiere que la sincronía inter-cerebral podría tener un rol facilitador de las interacciones sociales, aunque la mayoría de la evidencia disponible es correlacional. La falta de evidencia causal ha levantado dudas acerca de si la sincronía inter-cerebral podría ser un epifenómeno producto del procesamiento neuronal concurrente de estímulos similares más que un mecanismo neuronal relevante para las interacciones sociales.En consecuencia, actualmente existe una brecha en nuestra comprensión de la dinámica neural de la conducta social, específicamente de tipo cooperativo, relacionada a la relevancia funcional de la sincronía inter-neuronal. Aunque algunos estudios han intentado inducir estados prosociales o aumentar la coordinación conductual de forma experimental, actualmente no existe evidencia causal vinculando directamente la sincronía neural con la conducta cooperativa.La presente tesis doctoral aborda la pregunta por el rol funcional de la sincronía inter-cerebral estableciendo un marco causal para medir cambios conductuales provocados por manipulaciones experimentales de la sincronía. Aquí utilizamos una tarea cooperativa clásica e implementamos por primera vez un paradigma de encarrilamiento sensorial dual (dual sensory entrainment), siguiendo la propuesta de estimulación multi-cerebro (multi-brain stimulation) para manipular la sincronía inter-cerebral de díadas que cooperan y evaluar si esto lleva a cambios en su rendimiento.Basándonos en investigaciones previas, se aplicó encarrilamiento sensorial dual a díadas en dos frecuencias diferentes (16 y 40 Hz) bajo distintos protocolos de estimulación. Nuestra hipótesis fue que, si la sincronía inter-cerebral sirve como mecanismo funcional para la cooperación, entonces un encarrilamiento visual dual que conduce a una mayor sincronía inter-cerebral debería resultar en tasas de cooperación más altas en comparación con una condición control en la que el encarrilamiento no aumenta la sincronía intercerebral. Además, las tasas de cooperación también deberían ser más altas en comparación con un grupo control que realiza la misma tarea sin el encarrilamiento. Por el contrario, si la sincronía inter-cerebral es simplemente un epifenómeno, no deberían surgir diferencias significativas en cooperación entre las condiciones y los grupos, a pesar de las diferencias en la sincronía inter-cerebral.Nuestros resultados muestran que la inducción de sincronía inter-cerebral aumenta la tasa de cooperación de las díadas en comparación al grupo control, siendo la estimulación en frecuencias beta (16 Hz) la que produce el efecto más prominente. Este aumento no puede atribuirse a diferencias en los tiempos de reacción, sino a una mejor coordinación entre los participantes. Además, en lugar de aumentar aleatoriamente la probabilidad de cooperar, el encarrilamiento en la banda beta indujo estados estables de acoplamiento conductual que permitieron a los participantes mantener la coordinación por periodos prolongados. Estos hallazgos pueden explicarse por la hipótesis de que las oscilaciones beta mantienen el statu quo sensoriomotor y la teoría de la predicción mutua de la conducta social, conectando teorías clásicas de la neurociencia cognitiva con modelos recientes de la neurociencia social. Por otro lado, la estimulación en frecuencias gamma (40 Hz) no produjo diferencias conductuales con respecto al grupo control. Esto puede atribuirse a inconsistencias en los efectos neuronales inducidos por la estimulación, dando lugar a una discusión sobre los parámetros óptimos para estimular las oscilaciones en la banda gamma y su posible efecto en el comportamiento.Inesperadamente, nuestras principales condiciones de encarrilamiento no se diferenciaron significativamente de las condiciones control, en las que la estimulación se presentó asincrónicamente a los participantes. Si bien esto podría discutirse en términos metodológicos, sugiriendo limitaciones para lograr una asincronía real, nuestra explicación alternativa cuestiona el papel de la fase oscilatoria en las interacciones sociales. Por lo tanto, sugerimos roles diferenciales para la sincronía de fase fija (phase-locked, con diferencias de fase constante) como una forma general de sincronía y para la sincronía en fase (in-phase, con diferencias de fase cero) como un caso especial de sincronía de fase fija.En conjunto, estos resultados apoyan la definición mecanicista de la sincronía inter-cerebral. Proporcionamos evidencia causal robusta de la especificidad funcional de este mecanismo para facilitar la conducta cooperativa.