MADRID 25 Mar. (EUROPA PRESS) -
Al revelar por primera vez lo que sucede en el cerebro cuando un animal comete un error, investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos) han arrojado arrojando luz sobre el santo grial de la neurociencia: la mecánica de cómo aprendemos. En concreto, este nuevo trabajo cambia las suposiciones sobre la velocidad del aprendizaje y el papel de la corteza sensorial, y los investigadores creen que se mantendrá vigente en todas las especies animales, incluidos los humanos, tal y como publican en 'Nature'.
Así, el equipo de investigadores ha logrado señalar el momento exacto en el que los ratones aprendieron una nueva habilidad observando la actividad de neuronas individuales, lo que confirma trabajos anteriores que sugerían que los animales aprenden rápido y prueban deliberadamente los límites del nuevo conocimiento. "Observando una pequeña parte del cerebro de un ratón, podemos comprender cómo aprende y predecir cómo podría funcionar el cerebro humano", detalla Kishore Kuchibhotla , neurocientífico de Johns Hopkins que estudia el aprendizaje en humanos y animales.
"El campo de la neurociencia ha avanzado enormemente en la decodificación de la actividad motora y en cómo el cerebro procesa la vista y el sonido. Pero se cree que el santo grial de este tipo de investigación -lo que se interpone entre la audición y la acción- es que aún intentamos comprender los patrones de actividad cerebral que subyacen a los procesos cognitivos de orden superior. Estos hallazgos son un paso en esa dirección", añade.
Aunque la capacidad de aprender rápidamente beneficiaría a cualquier animal en estado salvaje, los animales estudiados en laboratorios parecen aprender de forma lenta y metódica. Por ejemplo, a los ratones generalmente les toma miles de intentos aprender una tarea, o varios cientos en el mejor de los casos.
El laboratorio de Kuchibhotla había descubierto previamente que el rendimiento de los animales no se corresponde necesariamente con su conocimiento, o que podrían saber mucho más de lo que demuestran en las pruebas. El laboratorio también descubrió que los animales que parecen tener un aprendizaje lento podrían estar poniendo a prueba sus nuevos conocimientos. Pero con solo observar a los animales con dificultades para realizar las tareas, no pudieron distinguir a un aprendiz lento de un jugador estratégico que pone a prueba sus límites.
"Nos interesa la idea de que los humanos y otros animales puedan saber cosas sobre el mundo, cosas que prefieren no mostrar", aporta Kuchibhotla. "Nuestra pregunta central es cuál es la base neuronal de esta distinción entre aprendizaje y rendimiento".
Los investigadores enseñaron a los ratones a lamer al oír un tono, pero no al oír un sonido diferente. Desde el inicio del entrenamiento, el equipo registró la actividad neuronal de la corteza auditiva, una zona del cerebro asociada con la audición y la percepción. Hubo dos grandes sorpresas. Primero, los ratones aprendieron en 20 a 40 intentos, "extraordinariamente rápido", según Kuchibhotla. Y segundo, esta actividad de aprendizaje ocurrió en la corteza sensorial, algo que típicamente se ha asociado con áreas cerebrales no sensoriales.
"Este trabajo ilustra la importancia de evaluar cómo la actividad cerebral impacta el comportamiento en diferentes etapas del proceso de aprendizaje y en diferentes condiciones", añade Celine Drieu, primera autora e investigadora postdoctoral de neurociencia en Johns Hopkins. "Nuestros resultados muestran que la corteza sensorial no solo procesa las señales sensoriales; también es crucial para establecer asociaciones entre las señales sensoriales y las acciones reforzadas".
Cuando los ratones continuaron cometiendo errores, lamiéndose en los momentos equivocados mucho después de que su actividad neuronal mostrara que habían aprendido la tarea, su actividad cerebral confirmó a los investigadores que los ratones conocían las reglas del juego: solo estaban experimentando. "Logramos decodificar el factor cognitivo que impulsa un error", puntualiza Kuchibhotla. "Pudimos determinar si el animal estaba cometiendo un error o simplemente quería probar la otra opción".
Una vez que los ratones dominaron la tarea y cesaron su comportamiento exploratorio, esta actividad de orden superior comenzó a disminuir y la corteza sensorial ya no estuvo involucrada en la tarea. "Creemos que esto significa que los animales son más inteligentes de lo que creemos y que existen dinámicas cerebrales específicas relacionadas con el aprendizaje. Puede que sepas algo, pero existe un proceso paralelo relacionado con su uso. El cerebro parece estar programado para hacerlo bien, para permitirnos alternar entre el rendimiento y el aprendizaje a medida que mejoramos en algo", finalizan los investigadores.
