Presentan por primera vez un mapa completo de la actividad neuronal: esto es lo que revela de nuestro cerebro

Un grupo de investigadores científicos europeos y estadounidenses han presentado por primera vez un mapa completo de la actividad neuronal humana que evidencia que el cerebro actúa como un todo en la toma de decisiones y que las expectativas previas son importantes. Este estudio liderado por Alexandre Pouget, investigador de la Universidad de Ginebra, ha conseguido iluminar cada neurona del cerebro "como si fuera un árbol de Navidad".

Este investigador y su laboratorio han desarrollado, junto a otros once equipos de investigación europeos y estadounidenses, un mapa detallado a nivel celular de cómo es la toma de decisiones en todo el cerebro de un ratón. Sus resultados aparecen recogidos en dos artículos en la revista Nature.

Los científicos del consorcio Laboratorio Internacional del Cerebro (IBL por sus siglas en inglés) han mapeado la actividad de más de 650.000 neuronas individuales de los roedores durante un proceso de toma de decisiones, cubriendo 279 áreas del cerebro, que en conjunto representan el 95% del volumen cerebral de este animal, muy usado en investigación neurológica por su similitud con los humanos.

La tarea a la que expusieron a los ratones consistió en colocarlos frente a una pantalla en la que aparecía una luz en el lado izquierdo o en el derecho. El animal debía mover una pequeña rueda en la dirección adecuada hacia la que salía la luz para recibir una recompensa.

En algunas ocasiones, los investigadores ponían una luz tan tenue en la pantalla que el ratón casi tenía que adivinar en qué dirección girar la rueda. En esos casos vieron que los roedores se guiaron por su conocimiento previo de la frecuencia con que la luz había aparecido a la izquierda o a la derecha para tomar una decisión. Esta suposición de los ratones permitió a los investigadores estudiar cómo las expectativas previas influyen en la percepción y la toma de decisiones.

Una comunicación constante

El primer estudio, titulado Un mapa de la actividad neuronal en todo el cerebro durante comportamientos complejos, ha corroborado que las señales de toma de decisiones se distribuyen por todo el cerebro y no se localizan en regiones específicas, mientras que en el procesamiento de la información las áreas están más delimitadas.

En esta línea, el estudio cuestiona el modelo jerárquico tradicional de la función cerebral y demuestra que existe una comunicación constante entre las áreas del cerebro durante la toma de decisiones, el inicio de la acción para llevarlas a cabo e incluso la recompensa.

En definitiva, que el cerebro funciona más como un todo que parceladamente cuando se trata de generar comportamientos complejos, lo que implica que los neurocientíficos tendrán que adoptar un enfoque más global en el estudio del cerebro.

El cerebro, una máquina de predicción

La segunda investigación, Representaciones en todo el cerebro de la información previa, ha confirmado que las expectativas previas o las creencias sobre lo que es probable que suceda basadas en la experiencia reciente se codifican en todo el cerebro y no solo en las áreas cognitivas, como se pensaba hasta ahora.

Así, las expectativas se crean incluso en áreas sensoriales tempranas como el tálamo, el primer filtro del cerebro para la información visual procedente del ojo. Este hallazgo prueba, a juicio de los investigadores, que el cerebro actúa como una máquina de predicción, con expectativas codificadas en diferentes regiones cerebrales que desempeñan un papel central en la orientación de las respuestas conductuales.

Los investigadores apuntan a que este último descubrimiento tendrá implicaciones para la comprensión de afecciones como la esquizofrenia y el autismo, que se cree que están causadas por las distintas formas en las que las expectativas se actualizan en el cerebro.