En el cerebro, los pensamientos en competencia vienen en ondas y ritmos
La evidencia emergente sugiere que un grupo de neuronas puede representar cada pieza única de información, pero nadie sabe exactamente cómo se ven estos conjuntos o cómo se forman.
En un nuevo estudio, los investigadores del MIT y la Universidad de Boston obtuvieron información sobre cómo los conjuntos neuronales forman pensamientos y apoyan la flexibilidad para cambiar la mente.
Los investigadores identificaron grupos de neuronas que codifican reglas de comportamiento específicas al oscilar en sincronía entre sí. Los resultados sugieren que la naturaleza del pensamiento consciente puede ser rítmica.
“Mientras hablamos, los pensamientos entran y salen de nuestras cabezas. Esos son todos conjuntos que se forman y luego se reconfiguran en otra cosa. Ha sido un misterio cómo el cerebro hace esto ”, dijo el investigador Earl Miller, Ph.D. "Ese es el problema fundamental del que estamos hablando: la naturaleza misma del pensamiento".
Los resultados de la investigación se publican en la revista Neurona.
Los científicos de investigación identificaron dos conjuntos neuronales en el cerebro de los monos entrenados para responder a los objetos en función de su color u orientación. Esta tarea requiere flexibilidad cognitiva: la capacidad de cambiar entre dos conjuntos distintos de reglas de comportamiento.
“Efectivamente, lo que están haciendo es centrarse en algunas partes de la información del mundo e ignorar otras. Qué comportamiento están haciendo depende del contexto ", dijo Tim Buschman, Ph.D., investigador postdoctoral del MIT y uno de los autores principales del artículo.
A medida que los animales cambiaban de tarea, los investigadores midieron las ondas cerebrales producidas en diferentes lugares de la corteza prefrontal, donde tiene lugar la mayor parte de la planificación y el pensamiento. Esas ondas son generadas por fluctuaciones rítmicas de la actividad eléctrica de las neuronas.
Cuando los animales respondieron a los objetos basándose en la orientación, los investigadores encontraron que ciertas neuronas oscilaban a altas frecuencias que producen las llamadas ondas beta.
Cuando el color era la regla requerida, un conjunto diferente de neuronas oscilaba en la frecuencia beta. Algunas neuronas se superponían, pertenecían a más de un grupo, pero cada conjunto tenía su propio patrón distintivo.
Curiosamente, los investigadores también vieron oscilaciones en el rango alfa de baja frecuencia entre las neuronas que componen el conjunto de reglas de orientación, pero solo cuando se estaba aplicando la regla del color. Los investigadores creen que las ondas alfa, que se han asociado con la supresión de la actividad cerebral, ayudan a silenciar las neuronas que activan la regla de orientación.
“Lo que esto sugiere es que la orientación era dominante y el color era más débil. El cerebro estaba lanzando esta explosión de alfa al conjunto de orientación para callarlo, de modo que el animal pudiera usar el conjunto más débil ”, dijo Miller.
El próximo objetivo de los investigadores es descubrir cómo estos conjuntos neuronales coordinan su actividad a medida que el cerebro cambia entre diferentes reglas o pensamientos.
Algunos neurocientíficos han teorizado que las estructuras cerebrales más profundas, como el tálamo, manejan esta coordinación, pero nadie lo sabe con certeza, dijo Miller. "Es uno de los mayores misterios de la cognición, lo que controla tus pensamientos", dijo.
Los expertos creen que este hilo de investigación también podría ayudar a desentrañar la base neuronal de la conciencia.
“La característica más fundamental de la conciencia es su capacidad limitada. Solo puedes tener muy pocos pensamientos en mente simultáneamente ”, dijo Miller.
Estas oscilaciones pueden explicar por qué es así: estudios anteriores han demostrado que cuando un animal tiene dos pensamientos en mente, dos conjuntos diferentes oscilan en frecuencias beta, desfasados entre sí.
“Eso sugiere de inmediato por qué hay una capacidad limitada de conciencia: solo se pueden mantener tantas bolas en el aire al mismo tiempo, solo una cantidad limitada de información puede caber en un ciclo oscilatorio”, dijo Miller.
Los investigadores creen que comprender las oscilaciones cerebrales puede ayudar a los científicos a desentrañar el misterio de la psicosis en trastornos del pensamiento como la esquizofrenia; los estudios han demostrado que los pacientes con esquizofrenia tienen oscilaciones beta reducidas.
Fuente: Instituto de Tecnología de Massachusetts
