El renombrado dúo de piano polaco Marek y Wacek no utilizó partituras en sus conciertos en vivo. Y, sin embargo, en el escenario la pareja parecía perfectamente sincronizada. En los pianos adyacentes aprendieron de forma divertida diversos temas musicales, mezclaron música clásica con jazz e improvisaron en tiempo real.

“Nos dejamos llevar”, dijo Marek Tomaszewski, quien actuó con Wacek Kisielewski hasta la muerte de Wacek en 1986. “Fue pura diversión”.

Los pianistas parecían leerse la mente intercambiando miradas. Era, dijo Marek, como si estuvieran en la misma onda. Un creciente conjunto de investigaciones sugiere que eso podría haber sido literalmente cierto.

Docenas de experimentos recientes que estudian la actividad cerebral de personas que actúan y trabajan juntas (pianistas a dúo, jugadores de cartas, profesores y estudiantes, rompecabezas y otros) muestran que sus ondas cerebrales pueden alinearse en un fenómeno conocido como sincronización neuronal interpersonal, también conocida como intercerebro. sincronía.

"Ahora hay muchas investigaciones que muestran que las personas que interactúan entre sí muestran actividades neuronales coordinadas", dijo Giacomo Noviembre, neurocientífico cognitivo del Instituto Italiano de Tecnología en Roma, que publicó un papel clave sobre sincronización neuronal interpersonal el verano pasado. Los estudios se han publicado a un ritmo cada vez mayor en los últimos años, uno tan reciente como la semana pasada – a medida que nuevas herramientas y técnicas mejoradas han perfeccionado la ciencia y la teoría.

Están descubriendo que la sincronía entre cerebros tiene beneficios. Está relacionado con una mejor resolución de problemas, aprendizaje y cooperación, e incluso con comportamientos que ayudan a otros a un costo personal. Es más, estudios recientes en los que se estimularon cerebros con una corriente eléctrica insinúan que la sincronía misma podría causar el mejor rendimiento observado por los científicos.

"La cognición es algo que ocurre no sólo en el cráneo sino también en conexión con el medio ambiente y con otras personas", dijo Guillermo Dumas, profesor de psiquiatría computacional de la Universidad de Montreal. Comprender cuándo y cómo se sincronizan nuestros cerebros podría ayudarnos a comunicarnos de manera más eficiente, diseñar mejores aulas y ayudar a los equipos a cooperar.

Ponerse en sincronía

Los humanos, al igual que otros animales sociales, tienen tendencia a sincronizar sus comportamientos. Si camina al lado de alguien, probablemente comenzará a caminar al mismo paso. Si dos personas se sientan una al lado de la otra en mecedoras, es probable que empiecen a mecerse a un ritmo similar.

Tal sincronía conductual, investigación muestra, nos hace más confiados, nos ayuda a vincularnos y despierta nuestros instintos sociables. En uno estudio , bailar sincronizado hizo que los participantes se sintieran emocionalmente cercanos entre sí, mucho más que los grupos que se movían de forma asincrónica. En otro estudio, los participantes que cantaban palabras rítmicamente tenían más probabilidades de cooperar en un juego de inversión. Incluso un simple paseo al unísono con una persona de una minoría étnica puede reducir los prejuicios.

“La coordinación es un sello distintivo de la interacción social. Es realmente crucial”, dijo Novembre. "Cuando la coordinación se ve afectada, la interacción social se ve profundamente afectada".

Cuando nuestros movimientos se coordinan, también surgen dentro de nuestro cuerpo innumerables sincronizaciones invisibles a simple vista. Cuando las personas tamborilean juntas, sus corazones laten al mismo tiempo. Los ritmos cardíacos de los terapeutas y sus pacientes pueden sincronizarse durante las sesiones (especialmente si la relación terapéutica funciona bien), y los de las parejas casadas también pueden hacerlo. Otros procesos fisiológicos, como nuestra frecuencia respiratoria y los niveles de conductancia de la piel, también pueden coincidir con los de otras personas.

¿Se puede sincronizar la actividad de nuestro cerebro? En 1965, la revista Ciencia: publicó los resultados de un experimento eso sugirió que sí. Científicos de la Universidad Thomas Jefferson en Filadelfia probaron pares de gemelos idénticos insertando electrodos debajo de sus cueros cabelludos para medir sus ondas cerebrales, una técnica llamada electroencefalografía. Los investigadores informaron que cuando los gemelos permanecían en habitaciones separadas, si uno de ellos cerraba los ojos, las ondas cerebrales de ambos reflejaban el movimiento. Las puntas en el electroencefalógrafo de uno de los gemelos reflejaban las puntas del otro.

El estudio, sin embargo, tuvo fallas metodológicas. Los investigadores habían probado varios pares de gemelos, pero publicaron resultados sólo del par en el que observaron sincronía. Esto no ayudó al floreciente campo académico. Durante décadas, la investigación sobre la sincronía intercerebral fue relegada a la categoría de “extraña peculiaridad paranormal” y no se tomó en serio.

La reputación del campo comenzó a cambiar a principios de la década de 2000 con la popularización de hiperescaneo, una técnica que permite a los científicos escanear simultáneamente los cerebros de varias personas que interactúan. Al principio, esto implicó pedir a parejas de voluntarios que se tumbaran en máquinas de resonancia magnética funcional separadas, lo que restringió en gran medida los tipos de estudios que los científicos podían realizar. Finalmente, los investigadores pudieron utilizar la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS), que mide la actividad de las neuronas en las capas externas de la corteza. La gran ventaja de esa tecnología es su facilidad de uso: los voluntarios pueden tocar la batería o estudiar en un salón de clases mientras usan gorros fNIRS, que se asemejan a gorros de natación con una multitud de cables que sobresalen.

Cuando varias personas interactuaron mientras usaban gorras fNIRS, los científicos comenzaron a encontrar actividad interneural sincronizada en regiones en todo el cerebro, que varió según la tarea y la configuración del estudio. También observaron ondas cerebrales, que representan patrones eléctricos en la activación neuronal, sincronizándose en varias frecuencias. En una lectura electroencefalográfica de dos cerebros sincronizados, las líneas que representan la actividad neuronal de cada persona fluctúan juntas: cada vez que una sube o baja, también lo hace la otra, aunque a veces con un retraso. Ocasionalmente las ondas cerebrales aparecen en imágenes reflejadas (cuando las de una persona suben, las de la otra bajan al mismo tiempo y con una magnitud similar), lo que algunos investigadores también consideran una forma de sincronía.

Con nuevas herramientas, quedó cada vez más claro que la sincronía intercerebral no era una palabrería metafísica ni el producto de una investigación defectuosa. “[La señal] definitivamente está ahí”, dijo antonia hamilton, neurocientífico social del University College de Londres. Lo que resultó más difícil de entender fue cómo dos cerebros independientes, en dos cuerpos separados, podían mostrar actividad similar en el espacio. Ahora, dijo Hamilton, la gran pregunta es "¿Qué nos dice eso?"

La receta para la sincronía

A Novembre le fascina desde hace mucho tiempo la forma en que los humanos se coordinan para lograr objetivos comunes. ¿Cómo es que los músicos (por ejemplo, los pianistas que hacen dúos) colaboran tan bien? Sin embargo, estaba pensando en animales, como luciérnagas sincronizando sus flashes, que lo encaminó hacia el estudio de los ingredientes necesarios para que surja la sincronía intercerebral.

Dado que la sincronía está “tan extendida entre tantas especies diferentes”, recordó, “pensé: 'Está bien, entonces podría haber alguna forma muy sencilla de explicarlo'”.

Novembre y sus colegas pusieron en marcha un experimento, publicado el verano pasado, en el que parejas de voluntarios no hacían más que sentarse uno frente al otro mientras un equipo de cámara seguía los movimientos de sus ojos, cara y cuerpo. A veces los voluntarios podían verse unos a otros; en otras ocasiones estaban separados por un tabique. Los investigadores descubrieron que tan pronto como los voluntarios se miraban a los ojos, sus ondas cerebrales se sincronizaban instantáneamente. La sonrisa resultó aún más poderosa para alinear las ondas cerebrales.

"Hay algo espontáneo en la sincronía", dijo Novembre.

El movimiento también está relacionado con la actividad sincronizada de las ondas cerebrales. En el estudio de Novembre, cuando las personas movían sus cuerpos en sincronía (si, por ejemplo, uno levantaba la mano y el otro hacía lo mismo), su actividad neuronal coincidía, con un ligero retraso. Sin embargo, la sincronía intercerebral va más allá de reflejar los movimientos físicos. En un estudio de pianistas tocando dúos publicado el otoño pasado, una ruptura en la sincronía conductual no provocó que los dos cerebros se desincronizaran.

Otro ingrediente importante para la sincronía neuronal cara a cara parece ser la predicción mutua: anticipar las respuestas y comportamientos de otra persona. Cada persona "mueve las manos, la cara o el cuerpo, o habla", explicó Hamilton, "y también responde a las acciones de la otra persona". Por ejemplo, cuando las personas Jugó el juego de cartas italiano Tressette., la actividad neuronal de los socios se sincronizó, pero los cerebros de sus oponentes no se alinearon con ellos.

Compartir objetivos y prestar atención conjunta suele parecer crucial para la sincronización intercerebrales. En un experimento realizado en China, grupos de tres personas tuvieron que cooperar para resolver un problema. Hubo un giro: un miembro del equipo era un investigador que sólo fingía participar en la tarea, asintiendo y comentando cuando era apropiado, pero sin importarle realmente el resultado. Su cerebro no se sincronizaba con el de los miembros genuinos del equipo.

Sin embargo, algunos críticos sostienen que la aparición de actividad cerebral sincronizada no es evidencia de ningún tipo de conexión, sino que puede explicarse por la respuesta de las personas a un entorno compartido. “Consideremos dos personas escuchando la misma estación de radio en dos habitaciones diferentes”, escribió Clay Holroyd, un neurocientífico cognitivo de la Universidad de Gante en Bélgica que no estudia la sincronía intercerebral, en un artículo de 2022. "[La sincronía intercerebral] podría aumentar durante las canciones que ambos disfrutan en comparación con las canciones que ambos encuentran aburridas, pero esto no sería una consecuencia del acoplamiento directo de cerebro a cerebro".

Para probar esta crítica, científicos de la Universidad de Pittsburgh y la Universidad de Temple diseñaron un experimento en el que los participantes trabajaron de manera diferente en una tarea enfocada: completando un rompecabezas. Los voluntarios armaron un rompecabezas en colaboración o trabajaron en rompecabezas idénticos por separado, uno al lado del otro. Si bien hubo cierta sincronía interneural entre los rompecabezas que trabajaban de forma independiente, fue mucho mayor en aquellos que colaboraron.

Para Novembre, estos y otros hallazgos similares sugieren que la sincronía intercerebral es más que un artefacto ambiental. "Mientras se midan los cerebros durante la interacción social, siempre habrá que lidiar con este problema", dijo. "Los cerebros en la interacción social estarán expuestos a información similar".

A menos que estén en lugares diferentes, claro está. Durante la pandemia, los investigadores se interesaron en comprender cómo podría cambiar la sincronía intercerebral cuando las personas hablan cara a cara por vídeo. En un estudio, publicado a finales de 2022, Dumas y sus colegas midieron la actividad cerebral de las madres y sus hijos preadolescentes cuando se comunicaban a través de vídeos en línea. Los cerebros de las parejas apenas se sincronizaron, mucho menos que cuando hablaban en persona. Según los autores del estudio, una sincronía intercerebral en línea tan deficiente podría ayudar a explicar por qué las reuniones de Zoom tienden a ser tan agotadoras.

"Hay un montón de cosas en una llamada de Zoom que faltan en comparación con una interacción cara a cara", dijo Hamilton, que no participó en la investigación. “Tu contacto visual es un poco diferente porque la posición de la cámara es incorrecta. Aún más importante, su atención conjunta es diferente”.

Identificar los ingredientes necesarios para que surja la sincronía intercerebral (ya sea contacto visual, sonreír o compartir una meta) podría ayudarnos a lograr mejor los beneficios de sincronizarnos con los demás. Cuando estamos en la misma onda, las cosas simplemente se vuelven más fáciles.

Ventajas emergentes

El neurocientífico cognitivo Suzanne Dikker le gusta abrazar su lado creativo utilizando el arte para estudiar cómo funcionan los cerebros humanos. Para capturar la elusiva noción de estar en la misma longitud de onda, ella y sus colegas crearon el Máquina de onda mutua: mitad instalación de arte, mitad experimento de neurociencia. Entre 2013 y 2019, los transeúntes en una variedad de ciudades de todo el mundo (Madrid, Nueva York, Toronto, Atenas, Moscú y otras) pudieron emparejarse con otra persona para explorar la sincronía interneural. Se sentarían en dos estructuras en forma de concha, una frente a la otra, mientras usaban un auricular de electroencefalógrafo para medir su actividad cerebral. Mientras interactuaban durante 10 minutos, los caparazones se iluminaban con proyecciones visuales que servían como neurorretroalimentación: cuanto más brillantes eran las proyecciones, más acopladas estaban sus ondas cerebrales. Sin embargo, a algunas parejas no se les dijo que el brillo de las proyecciones reflejaba su nivel de sincronía, mientras que a otras se les mostraron proyecciones falsas.

Cuando Dikker y sus colegas analizó los resultados, publicado en 2021, descubrieron que las parejas que sabían que estaban viendo neurofeedback estaban más sincronizadas con el tiempo, un efecto impulsado por su motivación para mantenerse concentrados en su pareja, explicaron los investigadores. Más importante aún, su mayor sincronía aumentó la conexión social que sentía la pareja. Al parecer, utilizar la misma longitud de onda cerebral podría ayudar a construir relaciones.

Dikker también estudió esta idea en un entorno menos artístico: el aula. En un aula improvisada en un laboratorio, un profesor de ciencias de secundaria daba clases particulares a grupos de hasta cuatro estudiantes mientras Dikker y sus colegas registraban su actividad cerebral. En un estudio Publicado en el servidor de preimpresión biorxiv.org en 2019, los investigadores informaron que cuanto más se sincronizaban los cerebros de los estudiantes y los maestros, mejor retenían el material los estudiantes cuando se los evaluaba una semana después. Un 2022 análisis que analizó 16 estudios confirmó que la sincronía intercerebral está realmente relacionada con un mejor aprendizaje.

"La persona que presta más atención o se fija mejor en la señal del orador también estará más sincronizada con otras personas que también prestan mejor atención a lo que dice el orador", dijo Dikker.

No sólo el aprendizaje parece potenciado cuando nuestros cerebros están sincronizados, sino también el rendimiento y la cooperación del equipo. En otro estudio Dikker y sus colegas, grupos de cuatro personas intercambiaron ideas sobre usos creativos de un ladrillo o clasificaron elementos esenciales para sobrevivir a un accidente aéreo. Los resultados mostraron que cuanto mejor se sincronizaban sus ondas cerebrales, mejor realizaban estas tareas como grupo. Mientras tanto, otros estudios han encontrado que los equipos neuronalmente sincronizados no sólo comunicarse mejor pero también superar a otros en actividades creativas como interpretando poesía.

Si bien muchos estudios han relacionado la sincronía intercerebral con un mejor aprendizaje y rendimiento, la pregunta sigue siendo si la sincronía realmente causa tales mejoras. ¿Podría ser más bien una medida de compromiso? "Los niños que prestan atención al maestro mostrarán más sincronía con él porque están más comprometidos", dijo Holroyd. "Pero eso no significa que los procesos sincrónicos realmente contribuyan de alguna manera a la interacción y al aprendizaje".

Sin embargo, los experimentos con animales sugieren que la sincronía neuronal puede conducir a cambios de comportamiento. Cuando se midió la actividad neuronal de los ratones haciéndolos usar pequeños sensores en forma de sombrero de copa, por ejemplo, se midió la sincronía intercerebral predijo si y cómo los animales interactuarían en el futuro. "Esa es una evidencia bastante sólida de que existe una relación causal entre los dos", dijo Novembre.

En humanos, la evidencia más sólida proviene de experimentos que utilizan estimulación cerebral eléctrica para generar sincronía interneural. Una vez que se colocan los electrodos en el cuero cabelludo de las personas, se pueden pasar corrientes eléctricas entre los electrodos para sincronizar la actividad neuronal en el cerebro de las personas. En 2017, Noviembre y su equipo realizó la primera of tales experimentos. Los resultados sugirieron que la sincronización de las ondas cerebrales en la banda beta, que está relacionada con las funciones motoras, mejoraba la capacidad de los participantes para sincronizar sus movimientos corporales (en este caso, marcar un ritmo con los dedos).

Varios estudios han replicado recientemente los hallazgos de Novembre. A finales de 2023, los investigadores descubrieron que una vez que las ondas cerebrales de las personas se sincronizan mediante estimulación eléctrica, su capacidad para cooperar en un simple juego de computadora mejora significativamente. Y el verano pasado, otros científicos demostraron que una vez que dos cerebros se sincronizan, las personas se vuelven mejores en la transferencia de información y en la comprensión mutua.

La ciencia es nueva, por lo que aún no se sabe si existe una verdadera causalidad entre la sincronía y el comportamiento humano cooperativo. Aun así, la ciencia de la sincronía neuronal ya nos está mostrando cómo nos beneficiamos cuando hacemos cosas en sincronía con los demás. A nivel biológico, estamos programados para conectarnos.