Neurociencia

¿Cómo procesa el cerebro la información compleja?

¿Cómo procesa el cerebro de manera flexible la información compleja?

La toma de decisiones humana depende del procesamiento flexible de información compleja, pero no está claro cómo el cerebro puede adaptar el procesamiento a las demandas de tareas momentáneas. En un nuevo artículo publicado en la revista Nature Communications, investigadores del Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano han descrito varios procesos neuronales cruciales que revelan que nuestras redes cerebrales pueden cambiar rápida y flexiblemente de un estado rítmico a uno «ruidoso» cuando sea necesario. aumenta la información del proceso.

Conducir un automóvil, deliberar sobre diferentes opciones financieras o incluso reflexionar sobre diferentes caminos de la vida requiere que procesemos una cantidad abrumadora de información. Pero no todas las decisiones plantean exigencias iguales. En algunas situaciones, las decisiones son más fáciles porque ya sabemos qué piezas de información son relevantes. En otras situaciones, la incertidumbre sobre qué información es relevante para nuestra decisión requiere que obtengamos una imagen más amplia de todas las fuentes de información disponibles. Los mecanismos por los cuales el cerebro adapta de manera flexible el procesamiento de la información en tales situaciones se desconocían anteriormente.

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Para revelar estos mecanismos, los investigadores del Lifespan Neural Dynamics Group (LNDG) en el Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y el Centro Max Planck UCL para la Psiquiatría Computacional y la Investigación del Envejecimiento diseñaron una tarea visual. Se pidió a los participantes que vieran una nube en movimiento de pequeños cuadrados que diferían entre sí a lo largo de las cuatro dimensiones visuales: color, tamaño, brillo y dirección del movimiento. Luego se les preguntó a los participantes sobre una de las cuatro dimensiones visuales. Por ejemplo, «¿Se movían más cuadrados hacia la izquierda o hacia la derecha?«. Antes de ver los cuadrados, los autores del estudio manipularon la «incertidumbre» informando a los participantes sobre qué característica (s) se les podía preguntar; Cuantas más características fueran relevantes, se esperaba que los participantes se volvieran más inseguros acerca de qué características enfocarse. A lo largo de la tarea, la actividad cerebral se midió mediante electroencefalografía (EEG) y resonancia magnética funcional (fMRI).

Primero, los autores encontraron que cuando los participantes estaban más inseguros acerca de la característica relevante en la próxima elección, las señales de EEG de los participantes cambiaban de un modo rítmico (presente cuando los participantes podían enfocarse en una sola característica) a un modo más arrítmico y «ruidoso». «Los ritmos cerebrales pueden ser particularmente útiles cuando necesitamos seleccionar entradas relevantes sobre irrelevantes, mientras que un mayor ‘ruido’ neuronal podría hacer que nuestro cerebro sea más receptivo a múltiples fuentes de información. Nuestros resultados sugieren que la capacidad de alternar entre estas entradas rítmicas y Los estados ‘ruidosos’ pueden permitir el procesamiento flexible de la información en el cerebro humano «, dice Julian Q. Kosciessa, postdoctorado en LNDG y primer autor del artículo.

Además, los autores encontraron que la medida en que los participantes cambiaban de un modo rítmico a un modo ruidoso en sus señales de EEG se combinó predominantemente con una mayor actividad de resonancia magnética funcional en el tálamo, una estructura cerebral profunda a la que el EEG no puede acceder en gran medida. El tálamo a menudo se considera principalmente como una interfaz para las señales sensoriales y motoras, mientras que su papel potencial en la flexibilidad sigue siendo difícil de alcanzar. Por lo tanto, los hallazgos del estudio pueden tener amplias implicaciones para nuestra comprensión actual de las estructuras cerebrales necesarias para que nos adaptemos a un mundo en constante cambio. «Cuando los neurocientíficos piensan en cómo el cerebro permite la flexibilidad conductual, a menudo nos centramos exclusivamente en las redes de la corteza, mientras que el tálamo se considera tradicionalmente un simple relé de información sensoriomotora. En cambio, nuestros resultados argumentan que el tálamo puede apoyar la dinámica neuronal en general y podría optimizar los estados cerebrales de acuerdo con las demandas ambientales, lo que nos permite tomar mejores decisiones «, dice Douglas Garrett, autor principal del estudio y líder del grupo LNDG.

En las próximas fases de su investigación, los autores planean investigar las bases neuroquímicas subyacentes de cómo el tálamo permite cambios en la dinámica neuronal y si dichos cambios pueden «sintonizarse» estimulando el tálamo mediante corrientes eléctricas débiles.

Fuente y referencias

Fuente original: Max Planck Institute

Referencia del estudio:

Julian Q. Kosciessa, Ulman Lindenberger, Douglas D. Garrett. Thalamocortical excitability modulation guides human perception under uncertaintyNature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-22511-7

Iván Pico

Iván Pico

Psicólogo colegiado G-5480. Graduado en Psicología. Diplomado en Ciencias Empresariales. Máster Oficial Universitario en Orientación Profesional. Máster en Psicología del Trabajo y las Organizaciones. Posgrado en Psicología Deportiva. Técnico Deportivo, futsal. Posgrado en Neuromarketing.

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