Redes decisivas del cerebro: revelan un enfoque global en ratones entrenados

MadridCientíficos del Sainsbury Wellcome Centre en UCL han descubierto cómo los estímulos sensoriales se convierten en acciones motoras en ratones, implicando varias regiones del cerebro. Su estudio, publicado en la revista Nature, revela que la toma de decisiones ocurre en todo el cerebro y está influenciada por el aprendizaje. Utilizaron avanzadas sondas Neuropixels para registrar la actividad de cientos de neuronas en diferentes áreas cerebrales mientras los ratones realizaban una tarea que involucraba la toma de decisiones.

Este análisis demuestra que:

• Ninguna región cerebral específica se encarga de integrar la evidencia sensorial.
• Las neuronas que participan en la toma de decisiones están esparcidas, pero distribuidas ampliamente por todo el cerebro.
• El aprendizaje transforma la manera en que se procesa e integra la información sensorial en el cerebro.

Los investigadores utilizaron sondas Neuropixels para medir la actividad cerebral de más de 15,000 células en 52 áreas del cerebro de ratones entrenados. En el experimento, los ratones debían permanecer quietos y responder a patrones visuales cambiantes para obtener una recompensa. Este enfoque permitió a los científicos distinguir claramente entre el procesamiento sensorial y el control motor, proporcionando una visión detallada de los procesos de toma de decisiones.

Ratones sin experiencia en la tarea, los cuales no habían aprendido aún, principalmente utilizaban las regiones visuales y algunas del mesencéfalo para procesar los estímulos visuales. En contraste, los ratones entrenados mostraron actividad cerebral en el cerebro entero, indicando que el aprendizaje ayuda a distribuir el esfuerzo mental necesario para la toma de decisiones.

Este estudio tiene importantes implicaciones. Desafía la antigua idea de que ciertas áreas del cerebro son responsables de tareas específicas. En cambio, muestra que el cerebro funciona de manera más interconectada, con múltiples áreas trabajando en conjunto para procesar la información y controlar el comportamiento. Esta perspectiva apoya la teoría de que las tareas complejas son manejadas por diferentes redes cerebrales superpuestas para asegurar que se realicen de manera confiable y flexible.

Los hallazgos podrían transformar la inteligencia artificial al ayudar a crear redes más flexibles y distribuidas. Los modelos de IA actuales generalmente dependen de sistemas centralizados para tareas específicas. Imitando la manera en que el cerebro toma decisiones, se podrían desarrollar IA que gestionen mejor datos inciertos o cambiantes.

El estudio nos ayuda a comprender cómo ciertas áreas del cerebro conectan lo que percibimos con nuestras acciones. Conocer estas conexiones es crucial para desarrollar tratamientos para trastornos cerebrales que afectan la toma de decisiones y el procesamiento sensorial.

Investigadores planean estudiar cómo cambian las neuronas con el tiempo durante el proceso de aprendizaje. También desean observar cómo las expectativas afectan la manera en que procesamos la información sensorial, con el objetivo de comprender mejor cómo toma decisiones el cerebro en su conjunto.

Esta investigación nos permite comprender mejor cómo el cerebro toma decisiones de manera flexible y distribuida. Además, abre nuevas posibilidades para avances tanto en neurociencia como en inteligencia artificial.