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Cómo aprende el cerebro a distinguir lo que es importante de lo que no lo es

El aprendizaje de la relevancia de las imágenes de nuestro entorno modifica las redes neuronales del cerebro, revela un estudio


El aprendizaje de la relevancia de las imágenes de nuestro entorno modifica considerablemente las redes neuronales del cerebro; y estos cambios pueden ayudarnos a reaccionar con rapidez a determinados estímulos, ha revelado un estudio realizado por neurocientíficos de la Universidad de Basilea (Suiza).





Filtrando información visual en un contexto de tráfico. Fuente: Universidad de Basilea.
Filtrando información visual en un contexto de tráfico. Fuente: Universidad de Basilea.
Semáforos, anuncios con luces de neón, señales de tráfico. Al aprender a conducir, a menudo es muy difícil distinguir entre la información importante y  la que no lo es. ¿Cómo se las arregla el cerebro para comenzar a distinguir la relevancia de ciertas imágenes sobre las demás?

Esto es lo que está investigado Sonja Hofer, del Biozentrum de la Universidad de Basilea (Suiza).
En un estudio recientemente publicado en la revista Neuron, esta neurocientífica y su equipo muestran que el aprendizaje de la relevancia de las imágenes modifica considerablemente las redes neuronales del cerebro humano. Estos cambios pueden ayudar a nuestro cerebro a procesar y clasificar la sobrecarga de estímulos de nuestro entorno de manera más efectiva, informa la Universidad de Basilea en un comunicado.

De principiantes a expertos

La manera en que percibimos nuestro entorno depende en gran medida de lo que hemos visto y aprendido con anterioridad. Por ejemplo, los conductores  expertos no tienen que pensar dos veces sobre el significado de las diferentes señales de tráfico, y tienen experiencia en la evaluación de la situación del tráfico. Así que sus cerebros pueden filtrar la información relevante entre una inundación de otros estímulos irrelevantes, para reaccionar rápidamente.

Como contraste, los principiantes necesitan mucho más tiempo para procesar la nueva información. ¿Cómo llegan a alcanzar la destreza de los veteranos? Hofer y sus colaboradores se han centrado en estudiar este punto: cómo se optimiza el procesamiento de los estímulos sensoriales en el cerebro, a través del aprendizaje.

El cerebro aprende a discriminar

Para ello, el equipo del Prof. Hofer investigó la corteza visual cerebral de ratones. Esta parte del cerebro es responsable de la transformación y la percepción de los estímulos visuales.

A los ratones se les puso a correr a través de un entorno de realidad virtual  en el que se encontraban con varias imágenes, una de ellas relacionada con una recompensa. Transcurrida una semana, los animales habían aprendido a discriminar entre las imágenes, y a responder en consecuencia.

Este aprendizaje se reflejó en la actividad de las células nerviosas de la corteza visual de sus cerebros, cuyas respuestas fueron grabadas y seguidas, en el transcurso del aprendizaje:  mientras que las respuestas cerebrales a los estímulos 'importantes' fueron muy inespecíficas al inicio del experimento, tras la semana de entrenamiento muchas más neuronas reaccionaban específicamente ante dichas imágenes.


"De un día para otro, la respuesta de las neuronas a las imágenes se hizo cada vez más distinguible y confiable", explica Adil Khan, otro de los autores del estudio.

Se especula que estos cambios en el cerebro podrían permitir procesar información importante de nuestro entorno de manera más eficiente, y que tal vez subyacen a nuestra capacidad de reaccionar rápidamente a estímulos visuales relevantes.

'Interferencias' y condicionamientos

Por otra parte, los científicos también demostraron que diversas señales internas y externas afectan al procesamiento de los estímulos visuales.

"Observamos que la respuesta de las células nerviosas a los mismos estímulos visuales se convirtió en menos precisa cuando los ratones participaban en otra tarea, como discriminar entre diferentes olores. Los estímulos visuales perdían entonces su relevancia, y ya no eran analizados de manera efectiva por el cerebro ", dice Khan.

Por otro lado, "sorprendentemente, la expectativa de un estímulo, incluso antes de que aparezca, y la anticipación de una recompensa también alteran la actividad de las células cerebrales específicas. Esto significa que, de un momento a otro, nuestro cerebro puede procesar el mismo estímulo de manera muy diferente".

Por último, aunque tradicionalmente se había pensado que la corteza visual procesa exclusivamente la información visual, este estudio ha corroborado que, durante el aprendizaje, también muchas otras señales procedentes de diversas regiones del cerebro influyen en la actividad de este área del cerebro.

"Esto significa que nuestro conocimiento previamente aprendido, nuestras expectativas, y el contexto en que estamos pueden tener un gran impacto en nuestra percepción visual del entorno", concluye Hofer.

Refererencia bibliográfica:

Jasper Poort, Adil G. Khan, Marius Pachitariu, Abdellatif Nemri, Ivana Orsolic, Julija Krupic, Marius Bauza, Maneesh Sahani, Georg B. Keller, Thomas D. Mrsic-Flogel,  Sonja B. Hofer. Learning Enhances Sensory and Multiple Nonsensory Representations in Primary Visual Cortex. Neuron (2015). DOI: 10.1016/j.neuron.2015.05.037.
 


Miércoles, 17 de Junio 2015
Universidad de Basilea/T21
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