¿En qué dirección giras primero la cabeza al cruzar la calle? Esta decisión depende de dónde te encuentres. Un peatón en Estados Unidos gira la cabeza hacia la izquierda, mientras que un peatón en el Reino Unido gira la cabeza hacia la derecha. Un grupo de investigadores del Instituto Zuckermann de Columbia examinó cómo los ratones utilizan su contexto al tomar decisiones. Sus hallazgos apuntan a una nueva región en el cerebro para este proceso: la corteza motora lateral anterior (ALM). Esta región ocupaba un lugar destacado en la planificación de los movimientos.
Este descubrimiento, publicado en la revista "Neuron", ofrece una nueva perspectiva sobre el proceso de toma de decisiones del cerebro. La toma de decisiones flexible es una herramienta fundamental para darle sentido a nuestro entorno; Nos permite reaccionar de manera diferente ante la misma información, teniendo en cuenta el contexto.
El neurocientífico Michael Shadlen, uno de los autores del artículo, menciona que la "toma de decisiones dependiente del contexto" es el componente básico de las funciones cognitivas humanas de alto nivel: "En el estudio, observamos esta función en el área motora del cerebro del ratón. Esto nos acerca a la comprensión de las células cerebrales y las redes neuronales".
Otro escritor , Zheng Wu, hace la siguiente valoración al respecto: "Si una persona se encuentra incómodamente cerca de mí en una calle desierta, puedo considerar huir en ese momento". "Sin embargo, si esta situación ocurre en una calle muy concurrida, "No me siento en peligro. Actuar o no está determinado por el contexto en el que me encuentro. En otras palabras, hay razones detrás de mis elecciones."
Para explicar cómo el cerebro logra una plasticidad dependiente del contexto, los investigadores examinaron las regiones del cerebro involucradas en el procesamiento y la integración de la información sensorial. Sin embargo, el área crítica fue la región ALM en la corteza motora. A partir de la información disponible, los investigadores diseñaron un nuevo experimento en el que el ratón podría tomar decisiones flexibles utilizando su lengua y sus sistemas olfativos. En consecuencia, el ratón fue expuesto primero a un único olor. El ratón tuvo que recordar este olor porque los investigadores le lanzaron un segundo olor. Si ambos olores eran iguales, el ratón tenía que tomar agua del tubo de la izquierda. Si fuera diferente, tendría que dirigirse al metro de la derecha.
Contiene tareas de "coincidencia retrasada" Estudios anteriores indican que el ratón determinará su dirección con la guía de las regiones del cerebro responsables del olfato. Los registros de actividad cerebral obtenidos en el estudio también confirmaron este mecanismo. Respecto al tema, la Dra. Shadlen dice que cuando el ratón huele el segundo aroma, las regiones relevantes del cerebro tienen la respuesta a la pregunta de dónde irá: "Todo lo que hay que hacer es responder a la pregunta de si el ratón irá a la izquierda o a la derecha antes que el regiones motoras del cerebro."
Si ese fuera el caso, la segunda Las regiones motoras no jugaron ningún papel hasta que el ratón olió el olor y pudo decidir si los dos olores eran iguales o diferentes. Dr. Wu ideó una buena prueba para medir esta predicción. Desactivaría la región ALM de los ratones hasta justo antes del segundo olor y la activaría justo a tiempo.
Según la visión estándar, el ratón no debería haberse visto afectado por esta manipulación siempre que la región del olor estuviera no intervenido. Sin embargo, intervinimos durante la misión.
Dr. Shadlen
Nuestros resultados sugieren que necesitamos repensar significativamente lo que hace el cerebro para ALM para resolver la cuestión de si dos olores coinciden y luego decidir qué dirección tomar.
Dr. Wu
ALM era una región conocida por estar involucrada en la percepción de olores. Dr. Mientras examinaba de cerca las células de esta área, Wu descubrió una nueva célula ubicada cerca de la superficie del cerebro que responde al miedo inicial. Esta célula retuvo la información hasta que olió el segundo olor. Ante este resultado inesperado, el equipo de investigación recurrió al neurocientífico teórico Ashok Litwin-Kumar para explorar varios mecanismos potenciales que podrían explicar el papel de ALM: Tenía que informar. Pero los datos nos contaron una historia diferente; El primer olor sirvió como señal contextual, permitiendo al ALM decidir en qué dirección iría el ratón en respuesta al segundo olor.
Los hallazgos de hoy son importantes ya que se centran en ALM para que los científicos puedan obtener una comprensión más amplia de la función cerebral en su conjunto.
En última instancia, revelan principios fundamentales que explican el comportamiento simple. Queremos mezclarnos. Sin embargo, estos importantes resultados nos dan una idea de las funciones cognitivas de nivel superior. Se puede dar un paso importante hacia este objetivo reuniendo información sobre neuronas, circuitos y comportamiento utilizando los lenguajes de la biología y las matemáticas. El estudio destaca la promesa de esta estrategia
Dr. Shadlen
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