Identificadas ‘neuronas matemáticas’ en el cerebro
Algunas neuronas en el cerebro se activan específicamente en tareas de suma, otras en resta. Crédito: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Universidad de Bonn
El cerebro tiene neuronas que se disparan específicamente durante ciertas operaciones matemáticas. Así lo demuestra un estudio reciente realizado por las Universidades de Tbingen y Bonn. Los hallazgos indican que algunas de las neuronas detectadas están activas exclusivamente durante las sumas, mientras que otras lo están durante las restas. No les importa si la instrucción de cálculo está escrita como una palabra o un símbolo. Los resultados ahora se han publicado en la revista Current Biology.
La mayoría de los niños de primaria probablemente ya saben que tres manzanas más dos manzanas suman cinco manzanas. Sin embargo, lo que sucede en el cerebro durante tales cálculos aún se desconoce en gran medida. El estudio actual de las Universidades de Bonn y Tbingen ahora arroja luz sobre este tema.
Los investigadores se beneficiaron de una función especial del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn. Se especializa en procedimientos quirúrgicos en el cerebro de personas con epilepsia. En algunos pacientes, las convulsiones siempre se originan en la misma área del cerebro. Para localizar con precisión esta zona defectuosa, los médicos implantan varios electrodos en los pacientes. Las sondas se pueden utilizar para determinar con precisión el origen del espasmo. Además, la actividad de las neuronas individuales se puede medir a través del cableado.
Algunas neuronas se activan solo cuando se suman
Cinco mujeres y cuatro hombres participaron en el estudio actual. Tenían electrodos implantados en el llamado lóbulo temporal del cerebro para registrar la actividad de las células nerviosas. Mientras tanto, los participantes tenían que realizar tareas aritméticas simples. «Descubrimos que diferentes neuronas se activaron durante las sumas que durante las restas», explica el profesor Florian Mormann del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn.
No fue el caso de que algunas neuronas respondieran solo a un » +» y otros solo a un signo «-«: «Incluso cuando reemplazamos los símbolos matemáticos con palabras, el efecto siguió siendo el mismo», explica Esther Kutter, quien está haciendo su doctorado en el grupo de investigación del Prof. Mormann. «Por ejemplo, cuando se les pidió a los sujetos que calcularan ‘5 y 3’, sus neuronas de suma volvieron a la acción; mientras que para ‘7 menos 4’, lo hicieron sus neuronas de resta».
Esto muestra que las células descubiertos en realidad codifican una instrucción matemática para la acción. Por lo tanto, la actividad cerebral mostró con gran precisión qué tipo de tareas estaban calculando actualmente los sujetos de prueba: los investigadores introdujeron los patrones de actividad de las células en un programa informático de autoaprendizaje. Al mismo tiempo, le dijeron al software si los sujetos estaban calculando una suma o una diferencia. Cuando el algoritmo se enfrentó a nuevos datos de actividad después de esta fase de entrenamiento, pudo identificar con precisión durante qué operación computacional se había registrado.
Para el estudio, se implantaron pequeños electrodos en los cerebros de cinco mujeres y cuatro hombres. para medir la actividad de las neuronas individuales. Crédito: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Universidad de Bonn
Prof. Andreas Nieder de la Universidad de Tbingen supervisó el estudio junto con el Prof. Mormann. «Sabemos por experimentos con monos que las neuronas específicas para ciertas reglas computacionales también existen en sus cerebros», dice. “En humanos, sin embargo, apenas hay datos al respecto”. Durante su análisis, los dos grupos de trabajo se encontraron con un fenómeno interesante: una de las regiones cerebrales estudiadas fue la llamada corteza parahipocampal. Allí, también, los investigadores encontraron células nerviosas que se activaban específicamente durante la suma o la resta. Sin embargo, al resumir, diferentes neuronas de suma se activaron alternativamente durante una misma tarea aritmética. Hablando en sentido figurado, es como si la tecla más de la calculadora cambiara constantemente de ubicación. Lo mismo sucedió con la resta. Los investigadores también se refieren a esto como «codificación dinámica».
«Este estudio marca un paso importante hacia una mejor comprensión de una de nuestras habilidades simbólicas más importantes, a saber, calcular con números», subraya Mormann. Los dos equipos de Bonn y Tbingen ahora quieren investigar exactamente qué papel juegan las células nerviosas encontradas en esto.
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Las células nerviosas del cerebro humano pueden ‘contar’ Más información: Esther F. Kutter et al, Códigos neuronales para el procesamiento de reglas aritméticas en el cerebro humano, Current Biology ( 2022). DOI: 10.1016/j.cub.2022.01.054 Información de la revista: Current Biology
Proporcionado por la Universidad de Bonn Cita: ‘Neuronas matemáticas’ identificadas en el cerebro ( 2022, 14 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-math-neurons-brain.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.