Los científicos de la Universidad de California, Berkeley, han capturado imágenes únicas de resolución de problemas en acción al tocar las mentes de los ratones. El estudio muestra un cableado rápido en los cerebros frontales de los ratones después de que aprenden por ensayo y error.
Utilizando técnicas avanzadas de microscopía, los investigadores descubrieron que cuando los ratones usaban nuevas estrategias para encontrar golosinas ocultas durante una tarea de búsqueda de comida, mostraban una dramática reestructuración de sus lóbulos frontales.
"Estamos emocionados porque estas son las primeras imágenes de cableado en vivo en el cerebro a nivel sináptico que capturan un rastro de esta forma de aprendizaje de orden superior", dijo la autora principal del estudio, Linda Wilbrecht, profesora asociada de psicología y neurocienciaen UC Berkeley.
Los resultados, que se publicarán en la revista Comunicaciones de la naturaleza , proporcionar evidencia convincente a favor del "aprendizaje activo", un enfoque que promueve el pensamiento crítico y la resolución de problemas en las escuelas y los lugares de trabajo.
Si bien las películas de lapso de tiempo han documentado la reestructuración del cerebro durante las tareas motoras, sensoriales y de acondicionamiento del miedo, "ha faltado evidencia visual para el aprendizaje de prueba y error más complejo, cognitivo y basado en la estrategia que nos ayuda a crecer cada día enescuela y trabajo ", dijo Wilbrecht.
"Estos datos nos empujan hacia un mayor reconocimiento de cómo las múltiples dimensiones del aprendizaje, particularmente el aprendizaje activo, pueden esculpir nuestros cerebros", agregó.
Wilbrecht y la autora principal del estudio Carolyn Johnson, investigadora postdoctoral en la Universidad de Harvard, buscaron investigar cómo las reglas, definidas como "relaciones aprendidas entre señales, acciones y resultados", están codificadas en el cerebro.
"Sabemos que hay reglas en algún lugar, y queríamos echar un vistazo a cómo podrían establecerse y almacenarse en el cableado neuronal", dijo Wilbrecht.
Los investigadores se centraron en la "corteza orbitofrontal", la región del cerebro resaltada en el famoso caso de Phineas Gage, un capataz estadounidense de la construcción de ferrocarriles que sobrevivió a un accidente en el que una varilla de hierro atravesó sus lóbulos frontales.
Antes de la lesión, Gage era conocido como un hombre educado que seguía las reglas. Después de su accidente, se convirtió en un infractor de reglas y no conforme.
Para el estudio, los investigadores de UC Berkeley rastrearon los cambios diarios en las sinapsis de las cortezas frontales orbitales de los ratones a medida que aprendían nuevas reglas. Lo hicieron al hacer que los ratones exploraran varias estrategias para encontrar Cheerios que estaban ocultos en cuencos de virutas de madera perfumadas conya sea regaliz, clavo, tomillo o fruta. Las reglas sobre cómo encontrar los Cheerios cambiaban a diario.
Por ejemplo, el primer día del experimento, los ratones aprendieron que el olor a regaliz los llevaría a un Cheerio escondido en el fondo de un tazón, pero no recibieron ninguna otra pista.
"Tenían que descubrir la regla que los llevó a un Cheerio usando prueba y error", dijo Wilbrecht.
Los ratones llevaron a cabo la tarea de alimentación en la mañana y los cambios cerebrales se registraron en la tarde. Usando una tecnología conocida como microscopía de escaneo láser de 2 fotones, los investigadores tomaron imágenes del crecimiento y la poda en los circuitos cerebrales de los axones de largo alcance, conductos para señales eléctricas que conectan neuronas en los centros ejecutivos del lóbulo frontal.
Los ratones que descifraron las nuevas reglas a diario mostraron cambios dramáticos en el cableado que transmite información desde la corteza orbitofrontal.
"Es importante destacar que estos cambios aumentaron con la estrategia y experiencia de prueba y error de cada animal, lo que sugiere que reflejan el crecimiento intelectual de cada animal", dijo Wilbrecht.
Por el contrario, los ratones que recibieron Cheerios libremente sin tener que navegar por las reglas no mostraron un repunte en la remodelación del circuito cerebral.
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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