Mientras miras a tu alrededor, las imágenes mentales rebotan entre el lado derecho e izquierdo del cerebro

Las huellas de los recuerdos de trabajo visuales se transfieren de un hemisferio al otro cuando una imagen mental cambia a través del campo de visión. Crédito: Jessica Bell para Miller Lab/MIT Picower Institute

Pregúntele a cualquiera, desde un mariscal de campo de la NFL que escanea el campo en busca de receptores abiertos, hasta un controlador de tráfico aéreo que controla las posiciones de los aviones, o una madre que ve a sus hijos correr por el parque: Dependemos de nuestro cerebro para mantener en mente lo que vemos, incluso cuando cambiamos la mirada e incluso apartamos la vista temporalmente. Esta capacidad de «memoria de trabajo visual» se siente sin esfuerzo, pero un nuevo estudio del MIT muestra que el cerebro trabaja duro para mantenerse al día. Cada vez que un objeto clave cambia a través de nuestro campo de visión, ya sea porque se movió o porque nuestros ojos lo hicieron, el cerebro transfiere inmediatamente un recuerdo de él recodificándolo entre las neuronas en el hemisferio cerebral opuesto.

El hallazgo, publicado en Neuron por neurocientíficos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, explica a través de experimentos en animales cómo podemos realizar un seguimiento continuo de lo que es importante para nosotros, aunque el cableado básico de nuestro sistema visual requiere mapear lo que vemos en nuestra izquierda en el lado derecho de nuestro cerebro y lo que vemos a nuestra derecha en el lado izquierdo del cerebro.

«Necesitas saber dónde están las cosas en el mundo real, independientemente de dónde te encuentres». mirar o cómo estás orientado en un momento dado», dijo el autor principal del estudio, Scott Brincat, investigador postdoctoral en el laboratorio del profesor Picower Earl Miller, el autor principal. «Pero la representación que tu cerebro obtiene del mundo exterior cambia cada vez que mueves los ojos».

En sus experimentos, Brincat, Miller y los coautores descubrieron que cuando un objeto cambia de lado en el campo Desde un punto de vista, el cerebro emplea rápidamente un cambio revelador en la sincronía de las frecuencias de las ondas cerebrales para guiar la información de la memoria de un lado del cerebro al otro. La transferencia, que ocurre en meros milisegundos, recluta un nuevo grupo de neuronas en la corteza prefrontal del hemisferio cerebral opuesto para almacenar la memoria. Este nuevo conjunto de neuronas codifica el objeto en función de su nueva posición, pero el cerebro continúa reconociéndolo como el objeto que solía estar en el campo de visión del otro hemisferio.

Esa capacidad de recordar que algo es el lo mismo, sin importar cómo se mueva en relación con nuestros ojos, es lo que nos da la libertad de controlar hacia dónde miramos, dijo Miller. Un mariscal de campo puede decidir cambiar su mirada del lado izquierdo del campo al lado derecho sin tener que temer que olvidará instantáneamente que esos receptores del lado izquierdo todavía están allí, incluso si cambiar la posición de la mirada los ha movido sustancialmente dentro. , o incluso fuera de su campo de visión.

«Si no tuvieras eso, solo seríamos criaturas simples que solo podrían reaccionar a lo que sea que venga directamente hacia nosotros en el entorno, eso es todo ”, dijo Miller. «Pero debido a que podemos tener las cosas en mente, podemos tener control voluntario sobre lo que hacemos. No tenemos que reaccionar a algo ahora, podemos guardarlo para más adelante».

Cambiar de lado

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En el laboratorio, los investigadores midieron la actividad de cientos de neuronas en la corteza prefrontal de ambos hemisferios cerebrales mientras los animales jugaban. Tuvieron que fijar su mirada en un lado de una pantalla cuando la imagen de un objeto (por ejemplo, un plátano) apareció brevemente en el medio de la pantalla. El objeto aparecía así en uno u otro lado de su campo de visión, y debido al cableado cruzado del cerebro, se procesaba en el hemisferio cortical opuesto. El animal tenía que mantener la imagen en mente, luego indicar si una imagen presentada posteriormente era de un objeto diferente (por ejemplo, una manzana). Sin embargo, en algunas pruebas, mientras el objeto original se mantenía en la memoria de trabajo, se indicaba a los animales que cambiaran la mirada de un lado a otro, cambiando efectivamente en qué lado de su campo de visión estaba la imagen recordada.

Los animales fueron precisos al recordar si las imágenes que se les presentaban coincidían, pero su desempeño sufrió un poco en los casos en que tuvieron que cambiar la mirada. Brincat dijo que el error sugiere que tener que mantenerse al día con el cambio no es tan fácil para el cerebro como parece.

«Nos parece trivial, pero aparentemente no lo es», dijo.

Para analizar sus medidas en el cerebro, el equipo entrenó un programa de computadora llamado decodificador para identificar patrones en los datos sin procesar de la actividad neuronal que indicaba el recuerdo de la imagen del objeto. Como era de esperar, ese análisis mostró que el cerebro codificaba información sobre cada imagen en el hemisferio opuesto a donde estaba en el campo de visión. Pero lo que es más notable, también mostró que en los casos en que los animales desviaban la mirada por la pantalla, la actividad neuronal que codificaba la información de la memoria se desplazaba de un hemisferio cerebral al otro.

El equipo también midió los ritmos generales de la actividad colectiva de las neuronas, u ondas cerebrales. Encontraron que la transferencia de un recuerdo de un hemisferio al otro ocurría consistentemente con un cambio característico en esos ritmos. A medida que se producía la transferencia, aumentaba la sincronía entre hemisferios de ondas «theta» de muy baja frecuencia (~4-10 Hz) y ondas «beta» de alta frecuencia (~17-40 Hz) y la sincronía de ondas «alfa/beta» ( ~11-17 Hz) disminuyó.

Este patrón de ritmos de tira y afloja se parece mucho a uno que el laboratorio de Miller ha encontrado en muchos estudios sobre cómo la corteza emplea los ritmos para transmitir información. Los aumentos en la combinación de ritmos de muy baja y alta frecuencia permiten que la información sensorial (es decir, representaciones de lo que el animal acaba de ver) sea codificada o recordada. Un aumento de potencia en el rango de frecuencia alfa/beta inhibe esa codificación, actuando como una especie de puerta en el procesamiento de información sensorial.

«Esta es otra forma de puerta», dijo Miller. «Esta vez, alfa/beta controla la transferencia de memoria entre hemisferios».

Detectando una sorpresa

Si bien los patrones de ritmo parecían consistentes con estudios anteriores, los investigadores se sorprendieron por otro hallazgo de el estudio: Dada la misma imagen del objeto en el mismo lugar en el campo de visión, la corteza prefrontal empleó diferentes neuronas si se vio inicialmente en esa ubicación en lugar de transferirse desde el otro hemisferio. En otras palabras, los animales que vieron un plátano en el lado izquierdo de su visión reclutaron un conjunto neuronal diferente para representar ese recuerdo que si el plátano se hubiera visto previamente en el lado derecho y luego se transfiriera a ese lugar.

Para Miller, el hallazgo tiene una implicación intrigante. Los neurocientíficos alguna vez pensaron que las neuronas individuales eran la unidad básica de función en el cerebro y, más recientemente, han comenzado a pensar que, en cambio, lo son los conjuntos de neuronas. Los nuevos hallazgos, sin embargo, sugieren que incluso la misma información podría ser codificada por diferentes conjuntos ensamblados arbitrariamente.

«Quizás incluso los conjuntos no son las unidades funcionales del cerebro», especuló Miller. «Entonces, ¿cuál es la unidad funcional del cerebro? Es el espacio computacional que crea la actividad de la red cerebral».

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A medida que la información fluye a través de la jerarquía del cerebro, las regiones superiores utilizan ondas de mayor frecuencia. Más información: Neuron (2021). DOI: 10.1016/j.neuron.2021.01.016 Información del diario: Neuron

Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts Cita: Al mirar a su alrededor, las imágenes mentales rebotan entre cerebro derecho e izquierdo (8 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-mental-images-left-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.