Un nuevo estudio de investigadores del Instituto Allen recopil\u00f3 y analiz\u00f3 el mayor conjunto de datos sobre la actividad el\u00e9ctrica de las neuronas para obtener los principios de c\u00f3mo percibimos el mundo visual que nos rodea. El estudio, publicado el mi\u00e9rcoles en la revista Nature, captura cientos de se\u00f1ales el\u00e9ctricas en fracciones de segundo que se activan cuando un animal est\u00e1 interpretando lo que ve. Cr\u00e9dito: Instituto Allen <\/p>\n
Un nuevo estudio de investigadores del Instituto Allen recopil\u00f3 y analiz\u00f3 el mayor conjunto de datos de la actividad el\u00e9ctrica de las neuronas para obtener los principios de c\u00f3mo percibimos el mundo visual que nos rodea. El estudio, publicado el mi\u00e9rcoles en la revista Nature, captura cientos de se\u00f1ales el\u00e9ctricas en fracciones de segundo que se activan cuando un animal est\u00e1 interpretando lo que ve. <\/p>\n
Tu cerebro procesa el mundo que te rodea casi instant\u00e1neamente, pero hay numerosos pasos ultrarr\u00e1pidos entre la luz que llega a tus retinas y el punto en el que te das cuenta de lo que tienes delante. Los humanos tienen tres docenas de \u00e1reas cerebrales diferentes responsables de comprender el mundo visual, y los cient\u00edficos a\u00fan no conocen muchos de los detalles de c\u00f3mo funciona ese proceso.<\/p>\n
\u00abA un nivel muy alto, queremos entender por qu\u00e9 necesitamos tener m\u00faltiples \u00e1reas visuales en nuestro cerebro en primer lugar\u00bb, dijo Josh Siegle, Ph.D., Investigador Asistente en el Programa MindScope del Instituto Allen. \u00ab\u00bfC\u00f3mo se especializa cada una de estas \u00e1reas y luego c\u00f3mo se comunican entre s\u00ed y sincronizan su actividad para guiar de manera efectiva sus interacciones con el mundo?\u00bb<\/p>\n
En el nuevo estudio, Siegle y otros investigadores de MindScope, Xiaoxuan Jia, Ph.D., cient\u00edfico principal; Shawn Olsen, Ph.D., investigador asociado; y Christof Koch, Ph.D., cient\u00edfico jefe dirigieron un equipo de investigadores para precisar algunos de esos detalles.<\/p>\n
El equipo del Instituto Allen recurri\u00f3 al rat\u00f3n, cuyo cerebro del tama\u00f1o de un frijol todav\u00eda es incre\u00edblemente Complicado. La visi\u00f3n de los ratones no es la misma que la nuestra, por un lado, dependen m\u00e1s de otros sentidos que nosotros, pero los neurocient\u00edficos creen que a\u00fan pueden aprender muchos principios generales sobre el procesamiento sensorial del estudio de estos animales.<\/p>\n
Uso de neurop\u00edxeles, alta resoluci\u00f3n sondas de silicio m\u00e1s delgadas que un cabello humano que leen la actividad de cientos de neuronas a la vez, el equipo construy\u00f3 un conjunto de datos p\u00fablico de picos el\u00e9ctricos de aproximadamente 100,000 neuronas en el cerebro del rat\u00f3n.<\/p>\n
Este conjunto de datos no solo es el m\u00e1s grande colecci\u00f3n de la actividad el\u00e9ctrica de las neuronas en el mundo, pero cada experimento en la base de datos captur\u00f3 informaci\u00f3n de cientos de c\u00e9lulas cerebrales de hasta ocho regiones visuales diferentes del cerebro a la vez. Leer la actividad el\u00e9ctrica simult\u00e1neamente en diferentes \u00e1reas del cerebro permiti\u00f3 a los cient\u00edficos rastrear se\u00f1ales visuales en tiempo real a medida que pasaban de los ojos del rat\u00f3n a regiones superiores de su cerebro.<\/p>\n
Los investigadores descubrieron que la informaci\u00f3n visual viaja a lo largo una ‘jerarqu\u00eda’ a trav\u00e9s del cerebro, en la que las \u00e1reas inferiores representan conceptos visuales m\u00e1s simples como la luz y la oscuridad, mientras que las neuronas en la parte superior de la jerarqu\u00eda capturan ideas m\u00e1s complejas, como la forma de los objetos.<\/p>\n
\u00abHist\u00f3ricamente , las personas han estudiado una regi\u00f3n del cerebro a la vez, pero el cerebro no media el comportamiento y la cognici\u00f3n con una sola \u00e1rea\u00bb, dijo Olsen. \u00abEstamos aprendiendo que el cerebro funciona a trav\u00e9s de la interacci\u00f3n de \u00e1reas y se\u00f1ales enviadas de un \u00e1rea a otra, pero las limitaciones t\u00e9cnicas nos han impedido estudiar esto en profundidad en el pasado. Realmente necesit\u00e1bamos la vista integrada que proporciona este conjunto de datos para comenzar. para entender c\u00f3mo funciona\u00bb.<\/p>\n
Investigadores del Instituto Allen se preparan para un experimento de Neuropixels. Cr\u00e9dito: Instituto Allen <\/p>\n
Rastreando los patrones de tr\u00e1fico del cerebro<\/p>\n
El estudio Neuropixels se bas\u00f3 en un estudio anterior del Instituto Allen que mape\u00f3 el diagrama de cableado del cerebro del rat\u00f3n, las conexiones f\u00edsicas hechas por haces de axones entre muchas \u00e1reas diferentes de el cerebro. Con datos del Allen Mouse Brain Connectivity Atlas, ese estudio rastre\u00f3 miles de conexiones dentro y entre el t\u00e1lamo y la corteza, la capa m\u00e1s externa del cerebro de los mam\u00edferos que es responsable de funciones de nivel superior, incluido el procesamiento del mundo visual.<\/p>\n
Si los datos de conectividad son como el mapa de carreteras del cerebro, el conjunto de datos de Neuropixels es similar al seguimiento de los patrones de tr\u00e1fico en el cerebro, dijo Koch. Aunque las se\u00f1ales en el cerebro se mueven en una fracci\u00f3n de segundo de una regi\u00f3n a la siguiente, las sondas son lo suficientemente sensibles como para detectar retrasos de tiempo muy leves que permiten a los cient\u00edficos dibujar un mapa en tiempo real de la ruta que toma la informaci\u00f3n visual en el cerebro. Al comparar los datos de Neuropixels con los datos de conectividad, los cient\u00edficos pueden obtener una imagen m\u00e1s clara de c\u00f3mo la informaci\u00f3n se mueve a lo largo de las v\u00edas neuronales.<\/p>\n
\u00abEs como si estuvi\u00e9ramos tratando de mapear c\u00f3mo las ciudades est\u00e1n conectadas observando el movimiento de autos en la carretera\u00bb, dijo Koch. \u00abSi vemos un autom\u00f3vil en Seattle y luego, unas horas m\u00e1s tarde, vemos ese mismo autom\u00f3vil en Spokane y luego mucho m\u00e1s tarde vemos el autom\u00f3vil en Minneapolis, entonces tenemos una idea de que la conexi\u00f3n de Seattle a Minneapolis tiene que pasar por Spokane en el camino\u00bb.<\/p>\n
Al igual que los caminos en un pa\u00eds, el mapa de cableado de un cerebro no es una estructura simple. Hay muchas conexiones diferentes y paralelas entre dos \u00e1reas del cerebro, incluso dos \u00e1reas vecinas. Y al igual que nuestro sistema de carreteras interestatales, carreteras arteriales y carreteras m\u00e1s peque\u00f1as, el cerebro tiene conexiones m\u00e1s fuertes y m\u00e1s d\u00e9biles. Solo conocer el mapa f\u00edsico no es suficiente para predecir la ruta de la informaci\u00f3n visual.<\/p>\n
Los investigadores pudieron mapear las se\u00f1ales en una jerarqu\u00eda utilizando los retrasos de tiempo que observaron en la actividad neuronal entre diferentes regiones del cerebro. Tambi\u00e9n utilizaron otras medidas para confirmar la jerarqu\u00eda, incluido el tama\u00f1o del campo visual al que responde cada neurona. Las c\u00e9lulas inferiores en la jerarqu\u00eda est\u00e1n sintonizadas con porciones m\u00e1s peque\u00f1as del mundo visual del animal, mientras que las neuronas de nivel superior reaccionan con regiones m\u00e1s grandes del espacio visual, presumiblemente porque esas c\u00e9lulas est\u00e1n integrando m\u00e1s informaci\u00f3n sobre una imagen completa frente al animal.<\/p>\n
Un proceso cr\u00edtico<\/p>\n
Los cient\u00edficos capturaron la actividad neuronal tanto cuando los animales miraban diferentes fotos e im\u00e1genes simples como en ratones entrenados para responder a un cambio de imagen frente a sus ojos lamiendo un diminuto tromba marina. Vieron que la informaci\u00f3n viajaba en el cerebro a trav\u00e9s de la misma ruta jer\u00e1rquica en ambas situaciones. Cuando se entren\u00f3 a los ratones para que respondieran a un cambio visual, sus neuronas visuales tambi\u00e9n alteraron su actividad, y las c\u00e9lulas m\u00e1s altas en la jerarqu\u00eda mostraron cambios a\u00fan mayores.<\/p>\n
Los cient\u00edficos incluso pudieron darse cuenta con solo observar la actividad neuronal. independientemente de si un animal en particular hab\u00eda detectado o no con \u00e9xito un cambio en la imagen.<\/p>\n
Y si los investigadores apagaban todas las luces sin dar a los animales informaci\u00f3n visual, muchas de las mismas neuronas visuales a\u00fan se disparaban, aunque m\u00e1s lentamente, pero el se perdi\u00f3 el orden del flujo de informaci\u00f3n. Esto podr\u00eda significar que se necesita la jerarqu\u00eda para procesar la informaci\u00f3n visual, pero los animales usan las mismas c\u00e9lulas para otros prop\u00f3sitos en un circuito diferente.<\/p>\n
Aunque este tipo de experimentos detallados no son posibles en humanos, los estudios que analizan La actividad cerebral general ha visto un tipo similar de jerarqu\u00eda y cambios en la actividad cerebral en las partes de nuestro cerebro responsables del procesamiento visual y del sonido. Los neurocient\u00edficos creen que este tipo de procesamiento jer\u00e1rquico se usa en todo el cerebro para comprender muchos aspectos del mundo que nos rodea, no solo lo que vemos.<\/p>\n
\u00abSabemos que nuestra capacidad para crear representaciones coherentes de los objetos que estamos viendo es un proceso cr\u00edtico para la supervivencia. Nuestros cerebros en realidad han designado alrededor del 30 al 50 por ciento de la corteza solo para el procesamiento visual\u00bb, dijo Jia. \u00abNuestro estudio sugiere que este procesamiento jer\u00e1rquico de la informaci\u00f3n visual tambi\u00e9n es significativo o importante para el animal\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
El cerebro despeja el camino para la visi\u00f3n binocular incluso antes de que los ojos est\u00e9n abiertos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Joshua H. Siegle et al, Encuesta de picos en el sistema visual del rat\u00f3n revela una jerarqu\u00eda funcional, Naturaleza (2021). DOI: 10.1038\/s41586-020-03171-x Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature <\/p>\n Proporcionado por Allen Institute for Brain Science Cita<\/strong>: Diminutas sondas de alta tecnolog\u00eda revelan c\u00f3mo la informaci\u00f3n fluye a trav\u00e9s del cerebro (21 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-01-tiny-high-tech-probes-reveal-brain.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un nuevo estudio de investigadores del Instituto Allen recopil\u00f3 y analiz\u00f3 el mayor conjunto de datos sobre la actividad el\u00e9ctrica de las neuronas para obtener los principios de c\u00f3mo percibimos el mundo visual que nos rodea. El estudio, publicado el mi\u00e9rcoles en la revista Nature, captura cientos de se\u00f1ales el\u00e9ctricas en fracciones de segundo que … Continuar leyendo \u00abPeque\u00f1as sondas de alta tecnolog\u00eda revelan c\u00f3mo fluye la informaci\u00f3n a trav\u00e9s del cerebro\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-13025","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13025","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13025"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13025\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13025"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13025"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13025"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}