Cómo el cerebro reconoce inconscientemente los patrones cotidianos: información sobre los procesos de pensamiento automáticos

Cómo el cerebro reconoce inconscientemente los patrones cotidianos: información sobre los procesos de pensamiento automáticos

El cerebro humano reconoce constantemente patrones en las experiencias cotidianas y puede hacerlo sin pensamiento consciente, como un estudio 1 muestra. Esta investigación analizó la actividad neuronal de personas a las que se les implantaron electrodos en el cerebro por motivos médicos.

El estudio muestra que las neuronas en regiones clave del cerebro combinan información sobre lo que está sucediendo y cuándo está sucediendo. Esto permite al cerebro reconocer los patrones de eventos a lo largo del tiempo. Esto ayuda al cerebro a predecir eventos próximos, dicen los autores. Los resultados fueron publicados hoy en la revista.Naturalezapublicado.

"El cerebro hace muchas cosas de las que no somos conscientes", explica Edvard Moser, neurocientífico de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim. "Esta no es una excepción".

Un exceso de datos

Para comprender el mundo que nos rodea, el cerebro debe procesar una avalancha de información: qué está sucediendo, dónde está sucediendo y cuándo está sucediendo. Los autores del estudio querían examinar cómo el cerebro organiza esta información a lo largo del tiempo, un paso crucial en Aprendizaje y memoria.

El equipo de investigación estudió 17 Personas con epilepsia que se estaban preparando para un tratamiento quirúrgico.. Estos electrodos permitieron a los autores registrar directamente la actividad de neuronas individuales en múltiples regiones del cerebro.

Estas regiones incluían la Hipocampo y el corteza entorrinal, los de la memoria y los navegación están involucrados. Estas áreas contienen células de tiempo y lugar, que actúan como el reloj interno del cuerpo y el sistema GPS codificando el tiempo y las ubicaciones. "Toda la información externa que ingresa a nuestro cerebro debe filtrarse a través de este sistema", dice Itzhak Fried, coautor del estudio y neurólogo de la Universidad de California en Los Ángeles.

Desfile de caras

Para prepararse para el experimento principal, los investigadores mostraron a cada participante una variedad de imágenes de rostros. Para cada participante, los científicos identificaron seis Rostros que activaron fuertemente una sola neurona en el cerebro del participante. Por ejemplo, un participante podría tener una neurona de "hombre con gafas de sol", así como una neurona de "mujer con sombrero" y otras cuatro, cada una de las cuales prefiere una cara particular.

El equipo dispuso las seis imágenes de cada participante en un triángulo, con una imagen en cada esquina y otra imagen en cada lado. Cada imagen estaba conectada por líneas que cruzaban los lados del triángulo y su interior.

En una prueba experimental, los participantes vieron una serie de imágenes faciales. Una regla simple dictaba el orden de las imágenes: cada cara era seguida por otra cara conectada a ella en un triángulo (ver 'Reconocimiento de patrones'). Por ejemplo, si la primera cara fuera la que está en la esquina inferior izquierda del triángulo, la segunda cara sería una de sus dos vecinas inmediatas: la cara en el centro de la base del triángulo o la cara en el centro del lado izquierdo del triángulo. Los experimentadores no revelaron esta regla a los participantes. Además, los participantes se distrajeron con preguntas sobre el contenido de las imágenes durante cada prueba.

Durante el experimento, las neuronas del hipocampo y la corteza entorrinal de cada participante comenzaron a responder gradualmente no sólo a la cara presentada, sino también a las caras directamente conectadas a ella en el triángulo. Cuando se preguntó a los participantes si habían notado un patrón en el orden de las imágenes, dijeron que no. Sin embargo, sus células cerebrales aprendieron el patrón, lo que demuestra que el cerebro puede reconocer patrones sin ser consciente. En los descansos entre las pruebas, las neuronas "faciales" de los participantes reproducían lo que habían aprendido y seguían los patrones de forma independiente sin ser estimuladas.

"Esto no es algo explícito, sino implícito. Y el cerebro lo detecta muy rápidamente y podemos observar estos cambios en células individuales", dice Fried.

Neuronas orientadas al futuro

Los autores descubrieron que las neuronas también podían anticipar qué imágenes aparecerían a continuación. Esto sugiere que el cerebro aprende a predecir eventos futuros basándose en patrones aprendidos.

"El hecho de que esto suceda sin incentivos externos es realmente interesante", afirma Matt Jones, neurocientífico de la Universidad de Bristol, Reino Unido. "Muchos de los resultados son notablemente consistentes con las predicciones de la investigación con roedores y resaltan cómo los circuitos del hipocampo han evolucionado para estructurar nuestros mapas cognitivos", añade.

Comprender cómo el cerebro organiza la información sobre secuencias de eventos podría tener importantes aplicaciones clínicas. Por ejemplo, podrías Terapias para mejorar la memoria Su objetivo es promover patrones neuronales específicos que representan recuerdos importantes, explica Fried. "En última instancia, se trata de conectar las cosas en el tiempo. Esa es realmente la esencia de la memoria".

1. Tacikowski, P., Calendar, G., Ciliberti, D. & Fried, I. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024).

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