Las neuronas del hipocampo ayudan a detectar patrones en la avalancha de información que fluye por el cerebro.Crédito: Arthur Sheen/Biblioteca de imágenes científicas
La mente humana capta constantemente patrones de las experiencias cotidianas y puede prescindir de ellos. pensamiento conscienteencontrar un estudio1 De la actividad de las células nerviosas en personas a las que se les han implantado electrodos en el tejido cerebral por razones médicas.
El estudio muestra que las neuronas en regiones clave del cerebro recopilan información sobre lo que sucede y cuándo, lo que permite al cerebro detectar patrones de eventos a medida que se desarrollan en el tiempo. Los investigadores dicen que esto ayuda al cerebro a predecir eventos venideros. El trabajo fue publicado hoy en naturaleza.
“El cerebro hace muchas cosas de las que no somos conscientes”, dice Edward Moser, neurocientífico de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim. “Esta no es una excepción”.
Una tormenta de datos
Para comprender el mundo que nos rodea, el cerebro debe procesar una avalancha de información sobre lo que está sucediendo, dónde está sucediendo y cuándo está sucediendo. Los autores del estudio querían explorar cómo el cerebro organiza esta información a lo largo del tiempo, lo cual es un paso crucial en este sentido. Aprendizaje y memoria.
Lección de equipo 17 Personas con epilepsia a las que se les han implantado electrodos en el cerebro En preparación para el tratamiento quirúrgico. Estos electrodos permitieron a los autores capturar directamente la actividad de neuronas individuales en múltiples regiones del cerebro.
Estaba entre esas áreas Hipocampo y corteza entorrinalque está involucrado en la memoria y navegación. Estas áreas contienen células espacio-temporales que actúan como reloj interno y sistema de posicionamiento global (GPS) del cuerpo, y codifican el tiempo y las ubicaciones. “Todo el mundo exterior que llega a nuestro cerebro tiene que filtrarse a través de este sistema”, dice el coautor del estudio Isaac Farid, 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 Caras que provocaron que se activara una neurona individual en el cerebro del participante fuertemente. Por ejemplo, un participante podría tener una neurona de “hombre con gafas de sol”, junto con una neurona de “mujer con sombrero” y otras cuatro neuronas, cada una de las cuales prefiere una cara en particular.
El equipo organizó las seis fotografías de cada participante en un triángulo que contenía una foto en cada esquina y una en cada lado. Cada imagen está vinculada a sus vecinas más cercanas mediante líneas que recorren los lados y el interior del triángulo.
En un experimento piloto, los participantes vieron una serie de imágenes faciales. Había una regla simple que dictaba la secuencia de imágenes: cada cara iba seguida de una cara relacionada en el triángulo (ver 'Reconocimiento de patrones'). Por ejemplo, si la primera cara es la cara en la esquina inferior izquierda del triángulo, entonces la segunda cara será una de sus vecinas inmediatas: la cara en el medio de la base del triángulo o la cara en el medio de la 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.
Fuente: Referencia. 1
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 asociadas con ella en el triángulo. Cuando se les preguntó si habían notado algún patrón en la disposición 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, navegando a través de los patrones por sí mismas sin ser estimuladas para hacerlo.
“Esto no es explícito, sino implícito. “El cerebro lo capta, básicamente, muy rápidamente, y podemos ver esos cambios en células individuales”, dice Fried.
Neuronas de cara al futuro
Los investigadores descubrieron que las neuronas también pueden predecir qué imágenes aparecerán a continuación, lo que sugiere que el cerebro puede aprender a predecir eventos futuros basándose en patrones aprendidos.
“El hecho de que esto ocurra sin ningún estímulo externo es realmente interesante”, afirma Matt Jones, neurocientífico de la Universidad de Bristol en el 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 construir nuestros mapas cognitivos”, añade.
Comprender cómo el cerebro organiza la información sobre secuencias de eventos podría tener importantes aplicaciones clínicas. Por ejemplo, Tratamientos para mejorar la memoria. “Los investigadores podrían centrarse en mejorar patrones neuronales específicos que representan recuerdos importantes”, dice Fried. “En última instancia, se trata de unir las cosas en el tiempo. Esa es realmente la esencia de la memoria”.