Los Cerebros De Ratas Aprenden A Predecir Recompensas

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El uso de pequeñas gafas de roedor ayuda a los científicos a comprender cómo el cerebro crea nuevas asociaciones.

Las ratas lucen diminutas gafas de ciencia ficción en nombre de la ciencia. El resultado: además de proporcionar algunas imágenes bonitas, las ratas de moda han revelado que partes del cerebro relacionadas con la visión también ayudan a los animales a predecir futuras recompensas.

La capacidad de un animal para predecir eventos es vital para evitar el peligro y obtener recursos básicos, como una bebida de agua gratificante. Aunque los científicos sabían que las ratas tenían la capacidad de hacer predicciones, pensaban que solo estaban involucradas áreas cognitivas superiores. Ahora, un nuevo estudio, que se publicará en febrero en la revista Neuron, revela cómo el centro de la visión del cerebro de una rata puede aprender cuándo es inminente una recompensa.

Si bien el estudio fue en ratas, también podría ser un buen modelo de cómo se produce el aprendizaje en el cerebro humano.

"Este es un ejemplo fantástico de cómo la respuesta de las células cambia debido a un paradigma de comportamiento", dijo el neurocientífico teórico Harel Shouval, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas en Houston, quien no participó en el estudio, pero ha trabajado previamente con los investigadores. "Podemos ver las células aprendiendo un nuevo comportamiento", dijo.

Así como el perro de Pavlov aprendió a asociar el sonido de una campana con la hora de la cena, las ratas pueden aprender a asociar los destellos de luz con el tiempo que deben esperar para recibir un sorbo de agua. Los investigadores equiparon ratas con gafas que lanzaron una luz en uno de los ojos del animal para indicar a la rata que lamiera un pico para recibir una gota de agua.

Un destello en un ojo indicó que se requería un cierto número de licks para liberar el agua, mientras que un destello en el otro ojo indicaba que se necesitaban muchos más licks. Las ratas aprendieron la conexión entre una señal para cada ojo y el tiempo de lamido requerido. Los investigadores registraron la actividad cerebral de las ratas usando electrodos a medida que los animales completaban la tarea. Los resultados mostraron que las neuronas en un centro de visión del cerebro se activaron en respuesta a un intervalo de lamido esperado o al otro, pero no a ambos.

A continuación, los investigadores probaron cómo funciona este mecanismo de aprendizaje. Se cree que los nervios de una parte del cerebro de rata conocido como cerebro anterior basal secretan la acetilcolina química en el centro de visión principal del cerebro, también llamado córtex visual primario, lo que refuerza las conexiones que estaban recientemente activas. Sin embargo, cuando los científicos inyectaron a las ratas una neurotoxina que bloquea esos nervios liberadores de acetilcolina, los cerebros de las ratas continuaron recordando el tiempo de lamido de cada señal, lo que sugiere que la acetilcolina y el cerebro anterior basal no eran necesarios para mantener esas asociaciones.

Pero luego los científicos cambiaron las señales visuales, por lo que un destello al ojo que indicaba menos lamidos ahora indicaba más lamidos y viceversa. Luego inyectaron la neurotoxina en algunas ratas pero no en otras. Las ratas que no recibieron ninguna neurotoxina aprendieron la nueva asociación, pero las que recibieron la neurotoxina no pudieron hacer el cambio; Sus cerebros siguieron recordando el viejo mapeo. Los resultados indican que el área de visión primaria del cerebro desempeña un papel importante en el aprendizaje y el reaprendizaje de nuevas asociaciones.

Hay más trabajo por hacer, dice Shouval, pero los hallazgos sugieren fuertemente que la corteza visual primaria no solo es sensorial, sino que también participa en el aprendizaje de nuevos comportamientos.

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Suplemento De Vídeo: Nuevas neuronas en el cerebro adulto participan en el aprendizaje sensorial.




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