El cerebro aprende hablando consigo mismo
Científicos de la Universidad de Ginebra han descubierto que el cerebro aprende hablando consigo mismo: le da varias vueltas a la información sensorial hasta determinar su importancia. Luego fortalece las sinapsis y destaca así lo más relevante para el conocimiento del qentorno.
Los seres humanos, como otros animales, poseen una enorme capacidad de aprendizaje que permite captar nueva información sensorial para dominar nuevas habilidades o adaptarse a un entorno en constante cambio. Sin embargo, muchos de los mecanismos que nos permiten aprender siguen siendo poco conocidos.
Uno de los mayores desafíos de la neurociencia de los sistemas es explicar cómo cambian las conexiones sinápticas para admitir comportamientos adaptativos. Neurocientíficos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, demostraron anteriormente que los mecanismos de aprendizaje sináptico en la corteza cerebral dependen de la retroalimentación de las regiones cerebrales más profundas. Ahora han descifrado con precisión cómo esta retroalimentación permite el fortalecimiento sináptico: ocurre mediante la activación y desactivación de neuronas inhibitorias particulares.
Este estudio, que puede leerse en Neuron, no solo constituye un hito importante en nuestra comprensión de los mecanismos para el aprendizaje perceptivo, sino que también puede ofrecer información sobre los sistemas de aprendizaje automático y la inteligencia artificial.
La corteza, la región externa y más grande del cerebro, es importante para funciones cognitivas superiores, comportamientos complejos, percepción y aprendizaje. Tras la llegada de un estímulo sensorial, la corteza procesa y filtra su información antes de pasar los aspectos más relevantes a otras regiones del cerebro. Algunas de estas regiones del cerebro, a su vez, envían información de vuelta a la corteza.
Estos bucles, conocidos como "sistemas de retroalimentación", se consideran esenciales para el funcionamiento de las redes corticales y su adaptación a la nueva información sensorial. “Para el aprendizaje perceptivo, que es la capacidad mejorada para responder a un estímulo sensorial, los circuitos neuronales deben evaluar primero la importancia de la información sensorial entrante y luego refinar la forma en que se procesa en el futuro”, explica Anthony Holtmaat, director del estudio, en un comunicado.
Bigotes detectores
Los bigotes del hocico de un ratón están especializados en la detección táctil y desempeñan un papel importante en la capacidad del animal para comprender aspectos de su entorno directo. La parte de la corteza que procesa la información sensorial de los bigotes optimiza continuamente sus sinapsis (conexiones entre neuronas) para aprender nuevos aspectos sobre el entorno táctil. Por lo tanto, constituye un modelo interesante para comprender el papel de los sistemas de retroalimentación en los mecanismos de aprendizaje sináptico.
Los científicos de UNIGE aislaron un circuito cerebral de retroalimentación relacionado con los bigotes del ratón y utilizaron electrodos para medir la actividad eléctrica de las neuronas en la corteza. Luego imitaron la entrada sensorial estimulando una parte específica de la corteza conocida para procesar esta información y, al mismo tiempo, utilizaron la luz para controlar el circuito de retroalimentación.
“Este modelo ex vivo nos permitió controlar la retroalimentación independientemente de la información sensorial, lo cual es imposible de hacer in vivo. Sin embargo, desconectar la información sensorial de la retroalimentación fue esencial para comprender cómo la interacción entre los dos conduce al fortalecimiento sináptico" (necesario para la percepción sensorial), agrega Holtmaat.
Cortesía de Tendencias21.net
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