domingo, noviembre 11, 2018
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Así es como el cerebro decide qué aprender

Con el objetivo de aprender sobre el mundo, los seres vivos deben discriminar qué estímulos del entorno son más importantes, además de llevar un control de los cambios que ocurren con el tiempo.

Hasta el momento, el proceso de aprender continuaba siendo desconocido para la ciencia. Sin embargo, un equipo de investigadores ha descubierto cómo los animales clasifican los estímulos que reciben del entorno; asimismo, se tienen evidencias sobre las bases neurofisiológicas.

Para aprender es necesario discriminar entre los estímulos más relevantes
Existen varios métodos de aprendizaje, unos más complejos que otros. En su forma más simple, puede reducirse a un proceso de retroalimentación; por ejemplo, si tras comer ciertos tipos de alimentos una persona se indigesta gravemente, es poco probable que sienta deseos de ingerir el mismo tipo de comida. Para lograr esto, es necesario saber qué aprender, distinguiendo entre la información importante y los estímulos irrelevantes.

Con el objetivo de acercarse el proceso de aprender, un equipo de investigadores diseñó un experimento con ratones. Específicamente, enseñaron a los roedores a asociar ciertos aromas con consecuencias apetitivas o aversivas; un olor señalaba la aparición de un sorbo de agua, mientras que el otro era la señal para una bocanada de aire directa a la cara.

Posteriormente, los científicos reemplazaron el aire por una descarga eléctrica, bajo la premisa de que esto sería más llamativo. Al tiempo que esto ocurría, los investigadores evaluaban los patrones de activación de los roedores. De esta manera, se descubrió que una estructura cerebral, denominada tálamo paraventricular tiene la función de identificar y rastrear los estímulos más importantes del entorno en un contexto dado.

El tálamo paraventricular
Cuando los investigadores emplearon la bocanada de aire, dos tercios de las neuronas en el tálamo paraventricular se activaron; por su parte, cuando se empleó el aroma asociado al sorbo de agua, un 30% adicional de las neuronas se activaron. En pocas palabras, durante esta fase, el tálamo paraventricular se activó de forma similar ante los estímulos apetitivos y los aversivos.

Por su parte, cuando se emplearon descargas eléctricas, el resultado fue contrario, ya que la mayor parte de las neuronas respondieron ante el estímulo aversivo, mientras que apenas un 75% de ellas se activaron ante el estímulo apetitivo. Esto refleja que, cuando se emplearon descargas eléctricas, el agua dejó de ser tan importante para los ratones.

Además de esto, los investigadores emplearon técnicas de modificación genética a fin de controlar la actividad del tálamo paraventricular con estímulos de luz; a partir de ello descubrieron que era posible inhibir o potenciar el aprendizaje.

Dados los resultados, los investigadores concluyen que el tálamo paraventricular es la estructura cerebral encargada de delimitar la importancia de los estímulos del entorno; es decir, esta área tiene la función de rastrear los estímulos más importantes de acuerdo a la situación.

Finalmente, los investigadores resaltan que si bien por el momento estos resultados solo se aplican a ratones, en un futuro, gracias al descubrimiento, sería posible comprender a cabalidad el proceso de aprendizaje en los seres humanos; esto pudiese favorecer el tratamiento de problemas como la adicción a las drogas.

Referencia:
Dynamic salience processing in paraventricular thalamus gates associative learning. Science (2018). DOI: org/10.1126/science.aat0481

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