Atención y memoria de trabajo: ¿Dos caras de la misma moneda neuronal?
Los neurocientíficos de Princeton, Timothy Buschman y Matthew Panichello, han descubierto que la atención y la memoria de trabajo están mucho más conectadas de lo que creían la mayoría de los científicos cognitivos modernos. Realizaron dos experimentos en los que a los monos se les mostraban dos bloques de colores y un símbolo que les indicaba que miraran el de arriba (un círculo o una línea inclinada hacia arriba) o el de abajo (un triángulo o una línea inclinada hacia abajo). Luego hicieron coincidir el color seleccionado con su lugar en la rueda de colores. En el primer experimento (izquierda), vieron primero los bloques y luego la señal direccional. En la segunda (derecha), vieron primero la señal direccional y luego los bloques de colores. Crédito: Timothy Buschman y Matthew Panichello
En 1890, el psicólogo William James describió la atención como el centro de atención que ponemos no solo en el mundo que nos rodea, sino también en el contenido de nuestra mente. Desde entonces, la mayoría de los científicos cognitivos han establecido una clara distinción entre lo que James denominó «atención sensorial» y «atención intelectual», ahora generalmente llamada «atención» y «memoria de trabajo», pero James los vio como dos variedades del mismo proceso mental.
Una nueva investigación realizada por neurocientíficos de Princeton sugiere que James estaba en lo cierto al descubrir que la atención al mundo exterior y la atención a nuestros propios pensamientos son en realidad dos caras de la misma moneda neuronal. Además, observaron la moneda mientras se voltea dentro del cerebro.
Un artículo publicado en Nature el 31 de marzo por Matthew Panichello, investigador asociado postdoctoral en el Instituto de Neurociencia de Princeton, y Timothy Buschman, asistente profesor de psicología y neurociencia en Princeton, descubrió que la atención y la memoria de trabajo comparten los mismos mecanismos neuronales. Es importante destacar que su trabajo también revela cómo las representaciones neuronales de los recuerdos se transforman a medida que dirigen el comportamiento.
«Cuando actuamos según las entradas sensoriales, lo llamamos ‘atención'», dijo Buschman. «Pero hay un mecanismo similar que puede actuar sobre los pensamientos que tenemos en mente».
En un par de experimentos con dos monos macacos rhesus, los investigadores encontraron que las neuronas en las cortezas prefrontales que enfocan la atención en los sentidos los estímulos son los mismos que se centran en un elemento de la memoria de trabajo. Además, Panichello y Buschman observaron las representaciones neuronales de esos recuerdos que se realineaban en el cerebro mientras los monos seleccionaban sobre qué recuerdos actuar.
En un experimento, cada mono estaba sentado frente a un monitor de computadora y una cámara. que seguían sus movimientos oculares. El monitor mostraba pares de cuadrados de colores seleccionados al azar, uno encima del otro. Luego, los cuadrados desaparecieron, lo que requirió que el mono recordara el color y la ubicación de los cuadrados. Después de una breve pausa, apareció un símbolo que le decía al mono qué casilla debía seleccionar de su memoria de trabajo. Luego, después de otra pausa, informaron el color del cuadrado seleccionado haciéndolo coincidir con una rueda de colores.
Para realizar la tarea, cada mono necesitaba mantener ambos colores en su memoria de trabajo, seleccionar el color objetivo de memoria, y luego informe ese color en la rueda de colores. Después de cada respuesta, el mono fue recompensado con gotas de jugo. Cuanto más cerca estaba su informe del color objetivo, más gotitas obtenían.
En un segundo experimento, para comparar la selección de elementos de la memoria de trabajo con una tarea de atención más clásica, los investigadores indicaron la dirección a seguir. los monos antes de que vieran los cuadrados de colores. Esto permitió a los macacos centrar toda su atención en el cuadrado indicado (e ignorar el otro). Como era de esperar, los monos se desempeñaron mejor en esta tarea porque sabían de antemano qué casilla atender y cuál ignorar.
Crédito: Buschman Lab
Los investigadores registraron la actividad neuronal en la corteza prefrontal, la corteza parietal y la visual. corteza. La corteza prefrontal está asociada con una variedad de procesos de funciones ejecutivas que incluyen atención, memoria de trabajo, planificación e inhibición. En este estudio, los investigadores descubrieron que las mismas neuronas en la corteza prefrontal que dirigían la atención también se usaban para seleccionar un elemento de la memoria de trabajo del mono.
Esto no era cierto en todas partes del cerebro. En un área de la corteza visual asociada con el reconocimiento de colores y en un área del lóbulo parietal asociada con el análisis visual y espacial, los procesos de prestar atención a la información sensorial y seleccionar el color objetivo de la memoria de trabajo involucraron distintos mecanismos neuronales.
«La atención le permite concentrar sus recursos en un estímulo particular, mientras que ocurre un proceso de selección similar con los elementos en la memoria de trabajo», dijo Buschman. «Nuestros resultados muestran que la corteza prefrontal usa una representación para controlar tanto la atención como la memoria de trabajo».
Las mismas grabaciones neuronales también mostraron cómo la selección de un elemento cambia los recuerdos para que se oculten en la memoria de trabajo o se usen para dar una respuesta. Esto implica rotar dinámicamente la representación de la memoria en la corteza prefrontal.
Esto se puede comparar con sostener una hoja de papel con texto. Si sostiene el papel de canto frente a su cara, no podrá leerlo. Este ocultamiento, explicó Buschman, evita que el cerebro desencadene una respuesta incorrecta o que desencadene una respuesta demasiado pronto.
«El cerebro retiene la información de una manera que la red no puede ver», dijo. . Luego, cuando llegó el momento de responder al final del juicio, la representación de la memoria giró. Así como rotar el papel te permite leer y actuar sobre el texto, rotar la representación neuronal permite que el cerebro dirija el comportamiento.
«Esta transformación dinámica me dejó boquiabierto», dijo Buschman. «Muestra cómo el cerebro puede manipular elementos en la memoria de trabajo para guiar su acción».
«Es un artículo importante», dijo el neurocientífico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, Earl Miller, que no participó en esta investigación. «La atención y la memoria de trabajo se han discutido a menudo como dos caras de la misma moneda, pero eso ha sido principalmente de boquilla. Este artículo muestra cuán cierto es esto y también nos muestra la ‘moneda’, los mecanismos de codificación y control que comparten. «
«Nuestro objetivo no es sobrescribir la palabra ‘atención'», dijo Buschman. En cambio, espera que los hallazgos de décadas de investigación sobre la atención puedan generalizarse para arrojar luz sobre otras formas de función ejecutiva. «La atención ha sido bien estudiada como el control cognitivo de las entradas sensoriales. Nuestros resultados comienzan a ampliar estos conceptos a otros comportamientos».
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Por qué las personas con depresión a veces pueden experimentar problemas de memoria Más información: Matthew F. Panichello et al, Los mecanismos compartidos subyacen al control de la memoria de trabajo y la atención, Nature (2021) . DOI: 10.1038/s41586-021-03390-w Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Universidad de Princeton Cita: Atención y memoria de trabajo: dos lados del mismo sistema neuronal ¿moneda? (2021, 31 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-attention-memory-sides-neural-coin.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.