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Observan la formación de conceptos nuevos en el cerebro

Las cosas con características similares forjan una huella neuronal parecida, revela un registro de imágenes cerebrales durante el aprendizaje


La posibilidad de leer el pensamiento humano está cada vez más cercana. En los últimos años, hemos asistido a diversos avances en esta dirección. Ahora, científicos estadounidenses han logrado determinar, a partir de imágenes cerebrales, en qué objetos pensaba un grupo de personas. Pero no solo, también lo que sucedía en sus cerebros mientras aprendían conceptos nuevos. Por Marta Lorenzo.





Patrones de actividad cerebral vinculados a dos nuevos conceptos. Fuente: CMU.
Patrones de actividad cerebral vinculados a dos nuevos conceptos. Fuente: CMU.
En 2013, un equipo de científicos de la Universidad de Cornell, en EEUU, consiguió determinar en quien estaba pensando una persona a partir de imágenes de su actividad cerebral registradas con la técnica de exploración de resonancia magnética funcional (fMRI).  

Esto fue posible gracias, además de a la fMRI, a que nuestros modelos mentales vinculados a individuos producen patrones neuronales únicos, que pueden decodificarse. Los patrones fueron encontrados en aquel caso en la corteza prefrontal medial (CPM) del cerebro de un total de 19 personas.

Otros investigadores han logrado con sistemas similares “adivinar” la acción planeada por un individuo instantes antes de que la ejecute, e incluso determinar lo que una persona está viendo, con un porcentaje de aciertos de hasta el 92%.

Así que parece que la posibilidad de leer el pensamiento humano está cada vez más cerca. Sobre todo si tenemos en cuenta un nuevo paso en esta dirección.

Formación de conceptos

Un equipo de científicos de la Universidad Carnegie Mellon (CMU) de Estados Unidos ha realizado avances en la tecnología de registro de imágenes cerebrales que permiten saber ahora no solo cómo codifica el cerebro objetos concretos, sino además cómo se forman a nivel cerebral los conceptos de objetos nuevos.
 
Por tanto, además de identificar lo que está pensando una persona, también pueden observar qué sucede en el cerebro cuando esa misma persona aprende un nuevo concepto, esto es, qué nuevas conformaciones neuronales se desarrollan en ese momento, informa un comunicado de la CMU difundido por Eurekalert!.

En este sentido, han documentado por vez primera, en la revista Human Brain Mapping, la formación, dentro del cerebro, de un nuevo concepto aprendido;  y han demostrado que ese aprendizaje se produce en las mismas áreas del cerebro en cualquier persona. En otras palabras, que “todos los cerebros parecen utilizar el mismo sistema de archivo”, según los científicos.

Para su estudio usaron el concepto de  “olinguito” (Bassaricyon neblina), que es una especie de mamífero carnívoro de los Andes identificada por primera vez en 2013. Según los investigadores, cuando las personas sometidas al estudio aprendieron en laboratorio cosas sobre este animal (por ejemplo, que come principalmente fruta en lugar de carne), una región de su giro frontal inferior izquierdo (y algunas otras áreas del cerebro) almacenó esa nueva información con su propio código.

Por otra parte, a los participantes (16) se les mostraron también informaciones sobre la dieta y el hábitat de ocho animales extintos, con el fin de registrar el surgimiento de otras representaciones neuronales al aprender.  

Los patrones son significativos

Constataron así varias cosas. Por un lado que, como se ha dicho, después del aprendizaje se había desarrollado una huella de activación cerebral única para cada uno de los conceptos de animales aprendido. Esto hizo posible que un programa de ordenador determinase en cuál de los ocho animales pensaba cada participante en un momento dado; como si les leyera la mente.

También se descubrió que, a pesar de que para todos los animales había un patrón de activación único, aquellos animales que compartían propiedades similares (por ejemplo, un hábitat similar) forjaban patrones de activación cerebral parecidos.

Es decir, que la semejanza entre las propiedades de dos animales genera una semejanza entre los patrones de activación neuronal, un hallazgo que, según los investigadores, demuestra que dichos patrones no son arbitrarios, sino significativos e interpretables.

Otro resultado importante fue que, una vez que una de las características de un animal era aprendida, esta se mantenía intacta en el cerebro, incluso después de aprender otras. Esto señala que existe una relativa durabilidad neuronal para todo lo que aprendemos.

Implicaciones

Los investigadores explican que, cada vez que aprendemos algo, nuestro cerebro cambia de forma permanente, y de una manera sistemática. Por otro lado, creen que este estudio proporciona una base para el seguimiento de la formación de conceptos en el cerebro, adecuada o no (por ejemplo, podría servir para determinar si un estudiante está aprendiendo bien una cosa).

Por último, señalan que, según los resultados obtenidos, parece posible el uso de un enfoque similar para entender la "pérdida" de conocimientos que propician diversos trastornos del cerebro, como la demencia o el Alzheimer, o las lesiones cerebrales. La pérdida de un concepto en el cerebro podría ser un proceso inverso al observado en esta investigación, aventuran.

Referencia bibliográfica:

Andrew James Bauer, Marcel Adam Just. Monitoring the growth of the neural representations of new animal concepts. Human Brain Mapping (2015). DOI: 10.1002/hbm.22842.
 


Miércoles, 10 de Junio 2015
Marta Lorenzo
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