Una nueva investigación, basada en resultados anteriores en ratones, sugiere que nuestros cerebros nunca están en reposo, incluso cuando no estamos aprendiendo nada sobre el mundo que nos rodea.
Nuestros cerebros a menudo se comparan con las computadoras, con habilidades aprendidas y recuerdos almacenados en los patrones de actividad de miles de millones de células nerviosas. Sin embargo, una nueva investigación muestra que los recuerdos de eventos y experiencias específicas pueden nunca establecerse. En cambio, los patrones de actividad que almacenanla información puede cambiar continuamente, incluso cuando no estamos aprendiendo nada nuevo.
¿Por qué esto no hace que el cerebro olvide lo que ha aprendido? El estudio, de la Universidad de Cambridge, la Escuela de Medicina de Harvard y la Universidad de Stanford, revela cómo el cerebro puede acceder de manera confiable a la información almacenada a pesar de los cambios drásticos en las señales cerebrales que representaneso.
La investigación, dirigida por el Dr. Timothy O'Leary del Departamento de Ingeniería de Cambridge, muestra que diferentes partes de nuestro cerebro pueden necesitar volver a aprender y realizar un seguimiento de la información en otras partes del cerebro a medida que se mueve. Su estudio, publicado enel diario de acceso abierto eLife , proporciona algunas de las primeras pruebas de que los cambios constantes en la actividad neuronal son compatibles con los recuerdos a largo plazo de las habilidades aprendidas.
Los investigadores llegaron a esta conclusión a través del modelado y análisis de datos tomados de un experimento en el que los ratones fueron entrenados para asociar una señal visual al comienzo de un laberinto de realidad virtual de 4.5 metros de largo con girar a la izquierda o derecha en una T-unión, antes de navegar hacia una recompensa. Los resultados del estudio de 2017 mostraron que las células nerviosas individuales en el cerebro cambiaban continuamente la información que codificaban sobre esta tarea aprendida, a pesar de que el comportamiento de los ratones se mantuvo estable con el tiempo.
Los datos experimentales consistieron en patrones de actividad de cientos de células nerviosas registradas simultáneamente en una parte del cerebro que controla y planifica el movimiento, registradas a una resolución que aún no es posible en humanos.
"Encontrar patrones coherentes en este gran conjunto de células es un desafío, al igual que tratar de determinar el comportamiento de un enjambre de insectos observando una muestra aleatoria de individuos", dijo O'Leary. "Sin embargo, en algunos aspectos el cerebro mismonecesita resolver una tarea similar, porque otras áreas del cerebro necesitan extraer y procesar información de esta misma población ".
Las células nerviosas se conectan a cientos o incluso miles de sus vecinos y extraen información ponderando y agrupando. Esto tiene una analogía directa con los métodos utilizados por los encuestadores en el período previo a una elección: los resultados de la encuesta de múltiples fuentes se recopilan y 'ponderado 'de acuerdo con su consistencia. De esta manera, puede surgir un patrón constante incluso cuando las mediciones individuales varían enormemente.
El grupo de Cambridge utilizó este principio para construir un algoritmo de decodificación que extraía patrones consistentes y ocultos dentro de la compleja actividad de cientos de células. Encontraron dos cosas. Primero, que efectivamente había un patrón oculto consistente que podía predecir con precisión el comportamiento del animalSegundo, este patrón consistente en sí mismo cambia gradualmente con el tiempo, pero no tan drásticamente que el algoritmo de decodificación no puede seguir el ritmo. Esto sugiere que el cerebro modifica continuamente el código interno que transmite información entre diferentes circuitos internos.
La ciencia ficción explora la posibilidad de transferir nuestros recuerdos y experiencias a dispositivos de hardware directamente desde nuestros cerebros. Si la tecnología futura eventualmente nos permite cargar y descargar nuestros pensamientos y recuerdos, podemos encontrar que nuestro cerebro no puede interpretar sus propios patrones de actividad si ellosse repiten muchos años después. El concepto de manzana su color, sabor, sabor y los recuerdos asociados con él puede permanecer constante, pero los patrones de actividad que evoca en el cerebro pueden cambiar completamente con el tiempo.
Tal enigma probablemente seguirá siendo especulativo para el futuro inmediato, pero la tecnología experimental que logra una versión limitada de tal lectura mental ya es una realidad, como lo muestra este estudio. Las interfaces cerebro-máquina son una tecnología de maduración rápida, y las interfaces neuronales humanas quepueden controlar las prótesis y el hardware externo han estado en uso clínico durante más de una década. El trabajo del grupo Cambridge destaca un gran desafío abierto en la extracción de información confiable del cerebro.
"Aunque ahora podemos monitorear la actividad cerebral y relacionarla directamente con recuerdos y experiencias, los patrones de actividad cambian continuamente durante un período de varios días", dijo O'Leary, profesor de Ingeniería de la Información y Neurociencia Médica."Nuestro estudio muestra que, a pesar de este cambio, podemos construir y mantener un 'diccionario' relativamente estable para leer lo que piensa un animal mientras navega en un entorno familiar".
"El trabajo sugiere que nuestros cerebros nunca están en reposo, incluso cuando no estamos aprendiendo nada sobre el mundo externo. Esto tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión del cerebro y para las interfaces cerebro-máquina y las prótesis neuronales".
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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