¿Dos caras de la misma moneda neuronal? – Ciencia diaria

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En 1890, el psicólogo William James describió la atención como el centro de atención que ponemos no solo en el mundo que nos rodea, sino también en el contenido de nuestra mente. Desde entonces, la mayoría de los científicos cognitivos han establecido una clara distinción entre lo que James llamaba “atención sensorial” y “atención intelectual”, ahora normalmente llamada “atención” y “memoria de trabajo”, pero James las veía como dos variedades del mismo proceso mental.

Una nueva investigación de los neurocientíficos de Princeton sugiere que James estaba interesado en algo, descubriendo que la atención al mundo exterior y la atención a nuestros pensamientos son en realidad dos caras de la misma moneda neuronal. Además, observaron que la moneda giraba dentro del cerebro.

Un artículo publicado en Naturaleza el 31 de marzo, Matthew Panichello, investigador postdoctoral asociado con el Instituto de Neurociencia de Princeton, y Timothy Buschman, profesor asistente de psicología y neurociencia en Princeton, encontraron que la atención y la memoria de trabajo comparten los mismos mecanismos neuronales. Es importante destacar que su trabajo también revela cómo las representaciones neuronales de los recuerdos se transforman a medida que dirigen el comportamiento.

“Cuando actuamos en función de la información sensorial, lo llamamos ‘atención'”, dijo Buschman. “Pero hay un mecanismo similar que puede actuar sobre los pensamientos que tenemos en mente”.

En un par de experimentos con dos monos macacos rhesus, los investigadores encontraron que las neuronas en las cortezas prefrontales que enfocan la atención en los estímulos sensoriales son las mismas que se enfocan en un elemento de la memoria de trabajo. Además, Panichello y Buschman realmente observaron las representaciones neuronales de esos recuerdos realineándose en el cerebro a medida que los monos seleccionaban sobre qué recuerdos actuar.

En un experimento, cada mono se sentó frente a un monitor de computadora y una cámara que rastreaba los movimientos de los ojos. El monitor mostró pares de cuadrados de colores seleccionados al azar, uno encima del otro. Luego, los cuadrados desaparecieron, requiriendo que el mono recordara el color y la ubicación de los cuadrados. Después de una breve pausa, apareció un símbolo que le decía al mono qué cuadrado elegir de la memoria de trabajo. Luego, después de otra pausa, recuperaron el color del cuadrado seleccionado combinándolo con una rueda de colores.

Para realizar la tarea, cada mono tenía que mantener ambos colores en la memoria de trabajo, seleccionar el color objetivo de la memoria y luego escribir ese color en la rueda de colores. Después de cada respuesta, el mono fue recompensado con gotitas de jugo. Cuanto más cerca estaba su proporción del color objetivo, más gotas obtenían.

En un segundo experimento, para comparar la selección de elementos de la memoria de trabajo con una tarea de atención más clásica, los investigadores señalaron a los monos en la dirección antes de que vieran los cuadrados de colores. Esto permitió a los macacos enfocar toda su atención en el cuadrado indicado (e ignorar el otro). Como era de esperar, los monos se desempeñaron mejor en esta tarea porque sabían de antemano qué equipo cuidar y cuál ignorar.

Los investigadores registraron la actividad neuronal en la corteza prefrontal, la corteza parietal y la corteza visual. La corteza prefrontal está asociada con una variedad de procesos de funciones ejecutivas que incluyen atención, memoria de trabajo, planificación e inhibición. En este estudio, los investigadores encontraron que las mismas neuronas en la corteza prefrontal que dirigían la atención también se usaban para seleccionar un elemento de la memoria de trabajo del mono.

Esto no fue así en todas partes del cerebro. En un área de la corteza visual asociada con el reconocimiento del color y en un área del lóbulo parietal asociado con el análisis visual y espacial, los procesos de participación en la entrada sensorial y la selección del color objetivo de la memoria de trabajo involucraron distintos mecanismos neuronales.

“La atención le permite enfocar sus recursos en un estímulo particular, mientras que ocurre un proceso de selección similar con los elementos en la memoria de trabajo”, dijo Buschman. “Nuestros resultados muestran que la corteza prefrontal usa una representación para controlar tanto la atención como la memoria de trabajo”.

Las mismas grabaciones neuronales también mostraron cómo la selección de un objeto cambia los recuerdos para que se oculten en la memoria de trabajo o se utilicen para dar una respuesta. Esto implica la rotación dinámica de la representación de la memoria en la corteza prefrontal.

Esto se puede comparar con sostener una hoja de papel con algo de texto. Si sostiene el papel con el borde sobre su cara, no podrá leerlo. Este ocultamiento, explicó Buschman, evita que el cerebro active la respuesta incorrecta o active una respuesta demasiado pronto.

“El cerebro contiene información de una manera que la red no puede ver”, dijo. Luego, cuando llegó el momento de responder al final del proceso, la representación de la memoria rotó. Así como la rotación de la tarjeta le permite leer y actuar sobre el texto, la rotación de la representación neuronal permite que el cerebro dirija el comportamiento.

“Esta transformación dinámica me dejó sin aliento”, dijo Buschman. “Muestre cómo el cerebro puede manipular elementos en la memoria de trabajo para guiar su acción”.

“Este es un documento importante”, dijo Earl Miller, neurocientífico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, que no participó en la investigación. “La atención y la memoria de trabajo a menudo se han discutido como dos caras de la misma moneda, pero esto fue principalmente un servicio de palabras. Este documento muestra cuán cierto es esto y también nos muestra la ‘moneda’: los mecanismos de codificación. Y compruebe que comparten . “

“Nuestro objetivo no es anular la palabra ‘atención'”, dijo Buschman. En cambio, espera que los resultados de décadas de investigación sobre la atención puedan generalizarse para arrojar luz sobre otras formas de función ejecutiva. “La atención ha sido bien estudiada como un control cognitivo de las entradas sensoriales. Nuestros resultados comienzan a extender estos conceptos a otros comportamientos”.

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