27 de septiembre de 2024
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Cómo tu cerebro detecta patrones sin pensamiento consciente
Las neuronas en ciertas áreas del cerebro integran información de “qué” y “cuándo” para discernir el orden oculto en eventos que suceden en tiempo real.
Kateryna Kon/Biblioteca de fotografías científicas/Getty Images
El cerebro humano capta constantemente patrones en las experiencias cotidianas y puede hacerlo sin pensamiento conscienteencuentra un estudio de la actividad neuronal en personas a las que se les implantaron electrodos en el tejido cerebral por razones médicas.
El estudio muestra que las neuronas en regiones clave del cerebro combinan información sobre lo que ocurre y cuándo, lo que permite al cerebro detectar los patrones de los eventos a medida que se desarrollan a lo largo del tiempo. Eso ayuda al cerebro a predecir eventos venideros, dicen los autores. El trabajo fue publicado hoy en Naturaleza.
“El cerebro hace muchas cosas de las que no somos conscientes”, dice Edvard Moser, neurocientífico de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim. “Esta no es una excepción”.
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Tormenta de datos
Para darle sentido al mundo que nos rodea, el cerebro debe procesar una avalancha de información sobre lo que sucede, dónde sucede y cuándo sucede. Los autores del estudio querían explorar cómo el cerebro organiza esta información a lo largo del tiempo, un paso crucial en aprendizaje y memoria.
El equipo estudió 17 Personas que tenían epilepsia y tenían electrodos implantados en sus cerebros. en preparación para el tratamiento quirúrgico. Estos electrodos permitieron a los autores capturar directamente la actividad de neuronas individuales en múltiples regiones del cerebro.
Entre esas regiones estaban las hipocampo y corteza entorrinalque están involucrados en la memoria y navegación. Estas áreas contienen células de tiempo y lugar que actúan como el reloj interno del cuerpo y el sistema GPS, codificando el tiempo y las ubicaciones. “Todo el mundo externo que ingresa a nuestro cerebro tiene que filtrarse a través de ese sistema”, dice el coautor del estudio Itzhak Fried, neurocirujano y neurocientífico de la Universidad de California en Los Ángeles.
Desfile de caras
En preparación para el experimento principal, los investigadores mostraron a cada participante una variedad de imágenes de rostros. Para cada participante, los científicos identificaron seis de los caras que provocaron que una neurona individual en el cerebro del participante se disparara fuertemente. Un participante podría tener una neurona de “hombre con gafas de sol”, por ejemplo, junto con una neurona de “mujer con sombrero” y cuatro más, cada una de las cuales favorecía una cara en particular.
El equipo dispuso las seis imágenes de cada participante en un triángulo que tenía una imagen en cada esquina y una en cada lado. Cada imagen estaba conectada con sus vecinas más cercanas mediante líneas que recorrían los lados del triángulo y atravesaban su interior.
En una prueba experimental, los participantes vieron una serie de imágenes de rostros. Una regla simple dictaba la secuencia de las imágenes: a cada cara le seguía otra que estaba conectada a ella en un triángulo. Por ejemplo, si la primera cara fuera la que está en la esquina inferior izquierda del triángulo, la segunda cara sería una de sus dos vecinas directas: la cara en el medio de la base del triángulo o la cara en el medio del lado izquierdo del triángulo. Los experimentadores no revelaron esta regla a los participantes. Es más, distrajeron a los participantes haciéndoles preguntas sobre el contenido de las imágenes durante cada prueba.
Durante el experimento, las neuronas en el hipocampo y la corteza entorrinal de cada participante comenzaron a responder gradualmente no solo a la cara que se presentaba sino también a las caras directamente conectadas a ella en el triángulo. Cuando se les preguntó si notaron algún patrón en el orden de las imágenes, los participantes dijeron que no. Pero sus células cerebrales aún aprendieron el patrón, lo que demuestra que el cerebro puede reconocer patrones sin ser consciente. En los descansos entre las pruebas, las neuronas “de la cara” de los participantes repetían lo que habían aprendido, recorriendo los patrones por sí mismas sin ser estimuladas para hacerlo.
“Esto es algo que no está explícito, está implícito. Y el cerebro lo capta, esencialmente, muy rápidamente, y podemos ver esos cambios en las células individuales”, dice Fried.
Neuronas orientadas al futuro
Los autores descubrieron que las neuronas también podían anticipar qué imágenes aparecerían a continuación, lo que sugiere que el cerebro puede aprender a predecir eventos futuros basándose en patrones aprendidos.
“El hecho de que esto esté sucediendo sin ningún motivador externo es realmente interesante”, afirma Matt Jones, neurocientífico de la Universidad de Bristol, Reino Unido. “Muchos de los hallazgos son notablemente consistentes con las predicciones del trabajo con roedores, destacando cómo los circuitos del hipocampo han evolucionado para estructurar nuestros mapas cognitivos”, añade.
Comprender cómo el cerebro organiza la información sobre secuencias de eventos podría tener importantes aplicaciones clínicas. Por ejemplo, terapias para mejorar la memoria podría centrarse en estimular patrones neuronales específicos que representan recuerdos importantes, dice Fried. “En última instancia, se trata de unir las cosas a tiempo. Este es realmente el quid de la memoria”.
Este artículo se reproduce con permiso y fue publicado por primera vez el 25 de septiembre de 2024.