jueves, 10 de junio de 2010

Neuronas multitarea.


En los humanos y otros primates, el córtex prefrontal es la sede de las funciones de alto nivel: aprendizaje, toma de decisiones o planificación. Los neurocientíficos se han preguntado desde hace mucho tiempo si las neuronas en esta parte del cerebro están especializadas en un tipo de tarea o si son generalistas, es decir, capaces de participar en muchas funciones. Un nuevo estudio publicado en Neuron [1] favorece la teoría generalista.

El estudio, dirigido por Earl Miller, del estadounidense Instituto de Tecnología de Massachussetts (M.I.T., por sus siglas en inglés), muestra que casi la mitad de las neuronas implicadas en la realización de dos tareas de categorización diferentes, para las que se entrenó a dos macacos, se activaban en las dos. Esto indicaría que las neuronas del córtex prefrontal tienen una capacidad mucho mayor para adaptarse a diferentes demandas cognitivas que las neuronas de otras partes del cerebro. Estos hallazgos vienen a reforzar la teoría que el propio Miller y Jonathan Cohen (Princeton; EE.UU.) propusieron en 2001 sobre las funciones del córtex prefrontal [2; este artículo es considerado un clásico contemporáneo por Thomson Scientific, y es uno de los más citados en neurociencia].

La mayor parte de los neurocientíficos que estudian la actividad del cerebro en monos entrenan a los animales para realizar una sola tarea, por lo que hasta ahora no se ha podido poner de manifiesto si una neurona concreta del córtex prefrontal podía estar implicada en más de una tarea.

En estudios anteriores Miller ya había demostrado que cuando se entrena a los monos para categorizar animales distinguiendo entre perros y gatos, algunas neuronas del córtex prefrontal se “sintonizan” con el concepto de “gato”, mientras que otras responden al concepto de “perro”. En esta ocasión el equipo de Miller entrenó a dos macacos para que realizaran dos tareas diferentes de categorización: distinguir a gatos de perros y a coches berlina de deportivos. Los investigadores registraron la actividad individual de 455 neuronas del córtex prefrontral de los monos mientras pasaban de una tarea a otra. Para ello implantaron electrodos directamente en el cerebro.

Los resultados obtenidos muestran que, si bien hay neuronas más en sintonía con las imágenes de coches y otras con las de animales, también hay neuronas que se activan durante ambas tareas. De hecho, estas neuronas “multitarea” eran las mejores a la hora de hacer las identificaciones correctas en ambas categorías.

En otras partes del cerebro la mayoría de las neuronas están muy especializadas. Las neuronas del córtex visual, por ejemplo, están programadas para responder a estímulos muy específicos, como una línea vertical o un determinado color. Incluso se ha demostrado que algunas sólo se activan en respuesta a una cara determinada. Estos resultados sugieren que el córtex prefrontal es diferente al sensorial o al motor: es altamente plástico. Esto significa que el cerebro humano tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de información (otra cosa es que la retenga).

Referencias:

[1]

Jason A. Cromer, Jefferson E. Roy, Earl K. Miller (2010). Representation of Multiple, Independent Categories in the Primate Prefrontal Cortex Neuron, 66 (5), 796-807 : 10.1016/j.neuron.2010.05.005

[2]

Miller EK, & Cohen JD (2001). An integrative theory of prefrontal cortex function. Annual review of neuroscience, 24, 167-202 PMID: 11283309