Para aprender sobre el mundo, un animal cualquiera necesita hacer más que solo prestar atención a su entorno: también necesita saber qué vistas, sonidos y sensaciones en su entorno son las más importantes y controlar cómo la importancia de esos detalles cambia con el tiempo. Sin embargo, cómo los humanos y otros animales rastrean esos detalles sigue siendo un misterio. No obstante recientemente biólogos de la universidad de Stanford han informado que creen haber descubierto cómo los animales clasifican estos detalles de percepción básica (Zhu et al. 2018)
Hay un región del cerebro llamada tálamo paraventricular, o PVT que sirve como una especie de guardián, asegurándose de que el cerebro identifique y rastree los detalles más destacados de una situación.
Aunque la investigación se limita a los ratones por ahora, los resultados podrían algún día ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo los humanos aprenden o incluso ayudan a tratar la adicción a las drogas.
¿Cómo decide el cerebro qué debe aprender?
En su forma más básica, el aprendizaje se reduce a la retroalimentación entre estímulos. Por ejemplo, si tienes dolor de cabeza y tomas un medicamento, lo más lógico es que esperes que el dolor desaparezca. Si sucede de esta manera, con mucha probabilidad tomarás ese medicamento la próxima vez que tengas un dolor de cabeza. Pero, si te equivocas, probarás algo más hasta saciar el estímulo.
De igual manera, psicólogos y neurocientíficos han estudiado este aspecto del aprendizaje ampliamente e incluso lo han rastreado hasta partes específicas del cerebro que procesan la retroalimentación e impulsan el aprendizaje. Aún así, esa imagen de aprendizaje está incompleta.
Incluso en experimentos de laboratorio relativamente sencillos, por no hablar de la vida en el mundo real, los seres humanos y otros animales necesitan descubrir de qué aprender, (basándose en la curiosidad) esencialmente, qué es la retroalimentación y qué es el ruido. Sin embargo, a pesar de esa necesidad, este es un tema al cual psicólogos y neurocientíficos no han prestado tanta atención.
Estudio acerca de cómo aprende el cerebro
Los científicos enseñaron a los ratones a asociar olores particulares con resultados buenos y malos. Un olor indicaba que venía un sorbo de agua, mientras que otro indicaba que el ratón estaba a punto de recibir una bocanada de aire en la cara. Más tarde, los investigadores reemplazaron la bocanada de aire con una leve descarga eléctrica, algo que presumiblemente requeriría un poco más de atención. Seguidamente, el equipo encontró que las neuronas en el PVT rastrearon ese cambio.
Ahora bien, durante la fase de inhalación de aire, dos tercios de las neuronas PVT respondieron a ambos olores, mientras que un 30% adicional se activó solo por el olor de la señalización del agua. Es decir, durante esta fase, el PVT respondió tanto a los resultados buenos como a los malos, pero hubo una mayor respuesta a los buenos. Durante la fase de descarga eléctrica: sin embargo, la balanza cambió; casi todas las neuronas PVT respondieron al shock, mientras que aproximadamente tres cuartas partes respondieron tanto a resultados buenos como a malos.
Un cambio similar ocurrió cuando los ratones se llenaron de agua. Y es que, ahora que el agua importaba menos a los ratones, el PVT era menos sensible al agua y más sensible a las inhalaciones de aire, lo que significa que se volvió más sensible a los malos resultados y menos a los buenos.
Tomados en conjunto, los resultados mostraron que el PVT rastrea lo que era más importante en el momento: el buen resultado cuando este supera al malo, y viceversa.
Cómo controlar el aprendizaje
Los resultados de este estudio apuntan a varias conclusiones más amplias, según los científicos. Quizás lo más importante es que otros investigadores ahora tienen un lugar donde mirar, y examinar: el PVT. De esta manera, cuando quieran estudiar este fenómeno podrán prestar atención a los diferentes detalles, cómo afecta y qué aprenden los animales.
En este sentido, los neurocientíficos también tienen ahora una nueva forma de controlar el aprendizaje. De hecho, en experimentos adicionales con ratones modificados genéticamente para que el equipo pudiera controlar la actividad de la PVT con luz, los investigadores descubrieron que podían inhibir o mejorar el aprendizaje; por ejemplo, podrían enseñar más rápidamente a los ratones que un olor ya no era señalizado de manera fiable, o que otro olor había cambiado de señalización de agua a señalización de una descarga.
Finalmente, los resultados podrían apuntar a nuevas formas de modular el aprendizaje. Por el momento, en ratones, mediante la estimulación o supresión de la actividad PVT, según corresponda. También apuntan, a largo plazo, a formas de ayudar a tratar la adicción a las drogas, al ayudar a los adictos a desaprender la asociación entre tomar una droga y la euforia posterior.
Referencia
- Zhu, Y., Nachtrab, G., Piper, K., Allen, W., Luo, L., Chen, X. (2018). Dynamic salience processing in paraventricular thalamus gates associative learning. Science Article. doi: 10.1126/science.aat0481
