Simplificando nuestro mundo – ScienceDaily

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La categorización es la herramienta del cerebro para organizar casi todo lo que encontramos en nuestra vida diaria. La agrupación de información en categorías simplifica nuestro complejo mundo y nos ayuda a reaccionar rápida y eficazmente a nuevas experiencias. Los científicos del Instituto Max Planck de Neurobiología ahora han demostrado que los ratones también se clasifican sorprendentemente bien. Los investigadores identificaron las neuronas que codifican las categorías aprendidas y luego demostraron cómo se representa la información abstracta a nivel neuronal.

Un niño está mirando un nuevo libro de imágenes. De repente, señala una ilustración y grita «silla». El niño tomó la decisión correcta, pero esto no nos parece particularmente digno de mención. Reconocemos todo tipo de sillas como «sillas» sin ninguna dificultad. Para un niño, sin embargo, este es un gran proceso de aprendizaje. Debe asociar la silla representada en el libro con las sillas que ya conoce, incluso si pueden tener diferentes formas o colores. ¿Cómo lo hace el niño?

La respuesta es la categorización, un elemento fundamental de nuestro pensamiento. Sandra Reinert, primera autora del estudio, explica: «Cada vez que un niño encuentra una silla, memoriza la experiencia. Basado en las similitudes entre las sillas, el cerebro del niño abstraerá las propiedades y funciones de las sillas, formando la categoría». silla. «Esto permite al niño conectar rápidamente nuevas sillas a la categoría y el conocimiento que contiene».

Nuestro cerebro categoriza continuamente: no solo sillas en la infancia, sino cualquier información a cualquier edad. ¿Qué ventaja nos da? Pieter Goltstein, autor principal del estudio, dice: «Nuestros cerebros están tratando de encontrar una manera de simplificar y organizar nuestro mundo. Sin la categorización, no podríamos interactuar con nuestro entorno tan eficientemente como lo hacemos». En otras palabras: debemos aprender por cada silla nueva que encontremos que podemos sentarnos en ella. Por lo tanto, clasificar la información sensorial es esencial para nosotros, pero los procesos subyacentes en el cerebro son en gran parte desconocidos.

Los ratones se clasifican sorprendentemente bien

Sandra Reinert y Pieter Goltstein, junto con Mark Hübener y Tobias Bonhoeffer, líder de grupo y director del Instituto Max Planck de Neurobiología, han estudiado cómo el cerebro almacena información abstracta como categorías aprendidas. Dado que esto es difícil de investigar en humanos, los científicos probaron si los ratones se clasifican de manera similar a nosotros. Para hacer esto, mostraron a los ratones diferentes imágenes de patrones de rayas y les dieron una regla de clasificación. Un grupo de animales tuvo que clasificar las imágenes en dos categorías según el grosor de las tiras, el otro grupo según su orientación. Los ratones pudieron aprender la regla respectiva y clasificar de manera confiable los modelos en la categoría correcta. Después de esta fase de entrenamiento inicial, incluso asignaron patrones de tira que no habían visto antes en las categorías correctas, al igual que el niño con el nuevo libro.

Y no solo eso: cuando los investigadores cambiaron las reglas de clasificación, los ratones ignoraron lo que habían aprendido antes y reorganizaron las imágenes de acuerdo con la nueva regla, algo que los humanos hacemos todo el tiempo mientras aprendemos cosas nuevas. Así, el estudio demuestra por primera vez en qué medida y con qué precisión los ratones clasifican y así se acercan a nuestra capacidad de abstracción.

Las neuronas desarrollan gradualmente una representación de categorías.

Con esta información, los investigadores ahora pudieron investigar la base de la categorización en el cerebro del ratón. Se centraron en la corteza prefrontal, una región del cerebro que participa en complejos procesos de pensamiento en los seres humanos. Las investigaciones revelaron que algunas neuronas en esta área se activan cuando los animales categorizan los patrones de rayas. Curiosamente, diferentes grupos de neuronas reaccionaron selectivamente a categorías individuales.

Tobias Bonhoeffer explica: «El descubrimiento de neuronas selectivas de categoría en el cerebro del ratón fue un punto clave. Nos permitió por primera vez observar la actividad de tales neuronas desde el principio hasta el final del aprendizaje de categorías. Demostró que las neuronas no adquieren de inmediato su selectividad, pero sólo desarrollarla gradualmente durante el proceso de aprendizaje «.

Las neuronas selectivas por categoría son parte de la memoria a largo plazo

Los científicos argumentan que las neuronas selectivas de categoría en la corteza prefrontal solo juegan un papel una vez que el conocimiento adquirido se ha cambiado de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo. Allí, las células almacenan categorías como parte de la memoria semántica, la colección de todo el conocimiento fáctico. En este contexto, debemos tener en cuenta que las categorías que aprendemos son cómo el cerebro simplifica nuestro mundo. Sin embargo, esto también significa que esas categorías no son necesariamente «correctas» o reflejan correctamente la realidad.

Al estudiar el aprendizaje categórico en ratones, el estudio agrega detalles importantes a la base neuronal del pensamiento abstracto y nos recuerda que los pensamientos complejos no son solo para nosotros los humanos.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Max-Planck-Gesellschaft. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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