Todos los días tomamos decisiones casi sin comprender, como esa ropa para vestirnos, qué comer, en qué dirección seguimos cuando caminamos o, cuando conducimos, giramos, detengamos o cambiemos la cinta.
Algunas de estas elecciones pueden ser rápidas y casi automáticamente, pero detrás de ellas está el cerebro procesa la información, valorando las opciones y predice lo que sucederá.
¿Y cómo es este órgano complejo y enigmático la transformación de las señales ambientales, las expectativas y los propios deseos en movimientos tan precisos? Aquí hay una de las grandes preguntas que trató de resolver la neurociencia durante décadas, aunque solo logró respuestas parciales.
Ahora, gracias a los esfuerzos internacionales sin precedentes, el Laboratorio Internacional de Moses (IBL), Laboratorios de la Red 12 en Europa y los Estados Unidos, logró una respuesta global al registrar la actividad neuronal prácticamente todo el cerebro de los ratones de toma de decisiones.
Los resultados que acaban de publicar en dos artículos complementarios en la naturaleza ofrecen un mapa cerebral con una resolución celular individual y muestran que las expectativas previas del moho de nuestras elecciones.
Mapa completo de la actividad cerebral
El primer trabajo describe el mayor estudio de la actividad neuronal jamás derivada en animales, con más de 621,000 neuronas registradas en 279 áreas cerebrales de 139 ratones. Después del filtrado de calidad, se analizaron 75,000 celdas con señales estables.
En este estudio, los ratones realizaron la siguiente tarea de decisión: la luz con luz apareció en la pantalla y tuvo que mover el volante hacia la izquierda o la derecha para enfocarla. A cambio, recibieron agua como recompensa, o dos segundos de ruido blanco si no lo obtuvieron.
Aunque puede parecer trivial, esta tarea combina percepción, memoria y acción y le permite estudiar cómo el cerebro convierte la información sensorial en el comportamiento.
El mapa ha revelado que la actividad no se limita a varias zonas: aunque la información visual apareció por primera vez en áreas de vista, extendidas a otras áreas, como áreas medianas como Midbrana y Rhombenzephal.
Además, se descubrieron los signos motores y los relacionados con el premio en casi todo el cerebro, lo que demuestra que la toma de decisiones no sigue un esquema jerárquico lineal “ver”, sino que se seguirá desde una red de regiones distribuida y coordinada.
Los investigadores describen esto de una manera muy gráfica: cuando llega la recompensa, el cerebro brilla “como un árbol de Navidad”, que se puede ver en este hermoso video.
Es decir, debemos reconsiderar la idea de que hay centros de decisión únicos, porque todo el cerebro participa en la orquesta.
Las expectativas se extienden en todo el cerebro
Otro artículo se centró en cómo se ven afectadas nuestras expectativas anteriores. Usando la misma tarea experimental que en el bastidor mencionado anteriormente en la pantalla, y los ratones deben mover el volante o el derecho a enfocar, además, los bloques en los que aparece el estímulo con una probabilidad diferente, en algún, el 80% del tiempo a la izquierda y el 20% a la derecha; En otros, viceversa.
Los ratones no recibieron ninguna señal de advertencia, pero, por nada más de 459 capacitación, participaron en estas pautas y las usaron para mejorar su rendimiento. Incluso cuando el stand estaba tan silenciado, era invisible, sus elecciones se apoyaban en el lado más probable, impulsado por la expectativa.
Una cosa sorprendente es que estas expectativas no se limitaron a varias áreas relacionadas con la toma de decisiones, sino que están conectadas a un amplio número de cerebro.
En particular, se descubrieron en las áreas sensoriales tempranas, es decir, aquellos que reciben información visual directamente, como la corteza visual primaria y el tálamo, en áreas motoras que preparan acción y en áreas asociativas como bolsas orbitográficas y cingulada anterior.
Los hallazgos respaldan la idea de que el cerebro funciona como una máquina de predicción distribuida que no solo procesa lo que vemos o escuchamos, sino que también crea hipótesis sobre lo que sucederá y estas hipótesis afectan lo que percibimos.
Además, este mecanismo puede tener relevancia clínica en trastornos como la esquizofrenia o el autismo, porque se sospecha de la dificultad para actualizar las expectativas y las creencias sobre el medio ambiente en el origen de algunos de sus síntomas. Comprender cómo el cerebro sano integra las expectativas podría ayudarnos a comprender mejor estas enfermedades.
Nuevo modelo de cooperación
Estos hallazgos no serían posibles sin una nueva forma de trabajar en la ciencia. El Laboratorio Internacional Mozga está inspirado en proyectos como el CERN o el proyecto de un genoma humano, en el que la cooperación global ha permitido el progreso en exageraciones para un laboratorio.
Durante años de 12 equipos, el consorcio utilizó protocolos idénticos, herramientas comunes y dio todos los datos disponibles para la comunidad. El resultado no es solo una detección científica, sino también un recurso abierto con cientos de miles de registros neuronales disponibles públicos.
Este modelo de ciencia abierta y colaborativa significa cambios culturales que permiten experimentos fragmentados a proyectos internacionales que pueden dar una visión cerebral integrada. Y eso es, sin duda, logro.
Melodía de neuronas
En resumen, dos estudios están de acuerdo en que la toma de decisiones no se concentra en un punto o varias áreas del cerebro, sino para dar como resultado la coordinación de varias regiones en las que nuestras expectativas anteriores también se han codificado nuestras expectativas anteriores.
Esta visión cerebral como una máquina de predicción distribuida se une por un ejemplo multicéntico de IBL, que predice una neurociencia cada vez más global, abierta y colaborativa.
Comprender cómo decidimos buscar el centro de comando en el cerebro, pero aprender a interpretar la melodía de las neuronas, juntas, nos permite percibirnos, proporcionamos y actuamos en la gran sinfonía del mundo.
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