¿Cómo procesa el cerebro información compleja de manera flexible?
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La toma de decisiones humanas depende del procesamiento flexible de información compleja, pero aún 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 un estado «ruidoso» cuando es necesario aumenta la información del proceso.
Conducir un automóvil, deliberar sobre diferentes opciones financieras o incluso considerar diferentes caminos de 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 información es relevante. En otras situaciones, la incertidumbre sobre qué información es relevante para nuestra decisión nos obliga a obtener 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 previamente.
Para revelar estos mecanismos, investigadores del Lifespan Neural Dynamics Group (LNDG) en el Instituto Max Planck para el Desarrollo Humano y el Max Planck UCL Center for Computational Psychiatry and Aging Research diseñó una tarea visual. Se pidió a los participantes que vieran una nube en movimiento de pequeños cuadrados que diferían entre sí en las cuatro dimensiones visuales: color, tamaño, brillo y dirección del movimiento. Luego se les hizo una pregunta a los participantes sobre una de las cuatro dimensiones visuales. Por ejemplo, «¿Se movieron 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 características se les podía preguntar; Cuantas más características fueran relevantes, se esperaba que los participantes se sintieran más inseguros sobre en qué características centrarse. A lo largo de la tarea, la actividad cerebral se midió mediante electroencefalografía (EEG) y resonancia magnética funcional (fMRI).
Primero, los autores descubrieron que cuando los participantes tenían más dudas sobre la característica relevante en la próxima elección, los participantes Las señales de EEG cambiaron de un modo rítmico (presente cuando los participantes podían concentrarse en una sola función) 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’ neural podría hacer que nuestros cerebros sean más receptivos a múltiples fuentes de información. Nuestros resultados sugieren que la capacidad de alternar entre estos rítmicos y los estados ‘ruidosos’ pueden permitir un procesamiento flexible de la información en el cerebro humano», dice Julian Q. Kosciessa, posdoctorado de LNDG y primer autor del artículo.
Además, los autores descubrieron que la medida en que los participantes cambiaron de un modo rítmico a un modo ruidoso en sus señales de EEG se combinó predominantemente con una mayor actividad de fMRI en el tálamo, una estructura cerebral profunda en gran parte inaccesible por EEG. 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 del comportamiento, a menudo nos enfocamos exclusivamente en las redes de la corteza, mientras que el tálamo tradicionalmente se considera un simple transmisor 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, permitiéndonos 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 tales cambios pueden «sintonizarse» estimulando el tálamo usando corrientes eléctricas débiles.
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Cómo el ‘ruido’ en nuestro cerebro influye en nuestro comportamiento Más información: Julian Q. Kosciessa et al, La modulación de la excitabilidad talamocortical guía la percepción humana bajo incertidumbre, Nature Communications (2021) ). DOI: 10.1038/s41467-021-22511-7 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Max Planck Society Cita: ¿Cómo procesa el cerebro información compleja con flexibilidad? (2021, 29 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-brain-flexibility-complex.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.