Los investigadores descubren un mecanismo neuronal clave que se cree que respalda las habilidades cognitivas avanzadas
Resumen Figura del cambio de información de neuronas individuales a poblaciones. Crédito: Mount Sinai Health System
Los científicos de Mount Sinai han descubierto un mecanismo neuronal que se cree que respalda las habilidades cognitivas avanzadas, como la planificación y la resolución de problemas. Lo hace distribuyendo información de neuronas individuales a poblaciones más grandes de neuronas en la corteza prefrontal, el área del cerebro que almacena y manipula información temporalmente.
Está bien establecido que los humanos solo pueden tener en mente una cantidad limitada de información a la vez, y que utilizan diferentes estrategias cognitivas, como organizar la información en listas o grupos, para superar estas limitaciones. El equipo de investigación descubrió que cuando el cerebro usa estas estrategias para organizar la información, los códigos neuronales en la corteza prefrontal se vuelven menos dependientes de las respuestas altamente selectivas de las neuronas individuales. En cambio, se distribuyen entre un grupo más grande de neuronas, lo que puede hacer que la información sea más confiable o sólida. Los hallazgos se publicaron en línea en Neuron el 20 de diciembre.
«Nuestro estudio brinda al campo una nueva perspectiva importante sobre cómo el cerebro asigna sus recursos para mejorar el rendimiento cognitivo», dice la autora principal Erin Rich, MD, Ph. .D., Profesor Asociado de Neurociencia en la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai. «Los hallazgos de nuestro estudio ayudarán a los científicos a comprender mejor y, en el futuro, a tratar potencialmente los trastornos de la memoria y la cognición».
El estudio fue dirigido por Feng-Kuei Chiang, Ph.D., un becaria postdoctoral en el laboratorio del Dr. Rich que previamente estudió las funciones de la corteza prefrontal en tareas de secuenciación.
Tradicionalmente, los estudios de codificación neuronal, que transforma los impulsos eléctricos de las neuronas en recuerdos, conocimiento, decisiones y acciones, se han centrado en respuestas selectivas de neuronas individuales. El equipo de Mount Sinai demostró las deficiencias de este enfoque al diseñar una tarea para investigar los cambios en la corteza prefrontal que dan como resultado un mejor rendimiento cognitivo. La tarea permitió a los sujetos usar una estrategia mnemotécnica (o de ayuda para la memoria) para ordenar la información en una secuencia.
«Descubrimos que los sujetos generaron espontáneamente diferentes patrones de selección, incluidas secuencias de rutina, para disminuir las demandas de la memoria de trabajo de la tarea», dijo el Dr. Chiang.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las respuestas interpretables de las neuronas individuales eran un predictor deficiente del rendimiento de la memoria cuando los sujetos usaban la estrategia de secuenciación para organizar la información contenida en la mente. El uso de la estrategia redujo las tasas de error en la tarea, pero la actividad de las neuronas individuales parecía transmitir menos información. Pudieron conciliar estos hallazgos al mostrar que la información no se perdió, sino que se distribuyó más ampliamente entre una población más grande de neuronas. La información relevante para la tarea podía recuperarse tan bien o mejor que cuando los códigos estaban dominados por un número menor de neuronas altamente sintonizadas, y los códigos distribuidos parecían ser más fiables, ya que mejoraban el rendimiento conductual.
«Este es un descubrimiento completamente nuevo en la naturaleza de los códigos prefrontales, y podría apuntar a un mecanismo neuronal clave que respalda las habilidades cognitivas avanzadas como la planificación, la creación de estrategias y la resolución de problemas que dependen de la organización de la información en tiempo real», explica. Dr. Rico. «Al cambiar el enfoque de las respuestas selectivas de neuronas individuales, hemos demostrado que la actividad colectiva de las poblaciones neuronales debe tenerse en cuenta al desarrollar nuevas estrategias para mejorar el rendimiento cognitivo o tratar los trastornos cognitivos».
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Ciertos ritmos cerebrales coordinan el mapa cognitivo en la navegación espacial humana Más información: Feng-Kuei Chiang et al, Las estrategias cognitivas cambian la información de neuronas individuales a poblaciones en la corteza prefrontal, Neuron (2021). DOI: 10.1016/j.neuron.2021.11.021 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por The Mount Sinai Hospital Cita: Investigadores descubren un mecanismo neuronal clave que se cree que respalda habilidades cognitivas avanzadas (21 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-uncover-key-neural-mechanism-believed.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.