Marzo 15, 2007
La Jolla, CA – “Verde” significa “ir”, pero ¿qué significa “rojo”? Casi todo el mundo dice "detente", ya que todos hemos aprendido a imbuir ciertos colores con significado (o ya estaríamos muertos en la carretera). Durante mucho tiempo se pensó que se limitaba a niveles más altos de procesamiento de información, pero los investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos rastrearon con éxito este tipo de aprendizaje asociativo hasta las primeras etapas del proceso de procesamiento visual.
"Las neuronas sensoriales en la corteza visual que manejan la información entrante son muy plásticas y lo que 'ven' está determinado por nuestra experiencia en el mundo", dice el investigador principal. Thomas D Albright, director del Laboratorio del Centro de Visión. Sus hallazgos, publicados en la edición del 14 de marzo de la revista Neurona, ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se produce ese aprendizaje en el cerebro en función de nuestras experiencias diarias.
La memoria humana se basa principalmente en la asociación y los objetos que se ven juntos con frecuencia para vincularse en nuestra mente; cuando tratamos de recuperar información, una cosa nos recuerda a otra, ésta nos recuerda a otra más, y así sucesivamente. No es sorprendente que los neurobiólogos hayan estado tratando de descubrir los mecanismos subyacentes durante décadas.
Se cree que la adquisición de recuerdos asociados resulta del establecimiento o fortalecimiento de conexiones entre neuronas que representan los objetos asociados. Una vez entrenada e intrincadamente vinculada, una neurona que responde a la vista de un teclado podría responder a la vista de un monitor de computadora, una taza de café o anteojos para leer, dependiendo de los enlaces forjados previamente.
En el pasado, los estudios sobre el aprendizaje asociativo se centraron principalmente en un área especial del cerebro llamada "corteza temporal inferior" (ITC), una etapa de alto nivel de procesamiento visual. Se sabe que es fundamental para el reconocimiento de objetos y para el almacenamiento de este tipo de aprendizaje.
"Queríamos saber si la plasticidad asociativa es exclusiva de niveles de procesamiento tan altos o si es una propiedad más general del cerebro que puede ocurrir incluso en áreas 'sensoriales' más bajas", explica la primera autora Anja Schlack, estudiante postdoctoral. investigador en el laboratorio Albright.
Nuestros ojos captan el entorno visual y dividen las imágenes entrantes en características simples como el color, el brillo, el movimiento y la forma. Estas piezas de información se canalizan desde el ojo hasta el cerebro a lo largo de vías especializadas. La vía ventral, por ejemplo, lleva información sobre la forma, mientras que la vía dorsal es sensible al espacio y al movimiento.
Schlack entrenó a monos para asociar una flecha estacionaria apuntando hacia arriba o hacia abajo, un objeto sin sentido para el mono, con puntos que se mueven hacia arriba o hacia abajo. Mientras los monos observaban flechas o puntos en movimiento, Schlack observó señales de neuronas ubicadas en el área temporal media o MT, una estación de paso temprana a lo largo de la vía dorsal. También recibe el sobrenombre de "área de movimiento", ya que más del 90 por ciento de todas las neuronas en esta área responden al movimiento en una dirección particular, pero son relativamente impermeables al color o la forma.
Antes del comienzo de la sesión de entrenamiento y tal como lo habían predicho los investigadores, las flechas estacionarias no significaban nada para las neuronas en el área MT, mientras que los puntos en movimiento provocaban señales claras. Después de que tuvo lugar el proceso de aprendizaje, las células respondieron a ambos porque la experiencia había cambiado su sintonía. "Después del entrenamiento, las flechas provocan un recuerdo del movimiento y esto es a lo que responden las neuronas MT", concluye Schlack.
Estos resultados podrían explicar las observaciones realizadas recientemente en un laboratorio diferente con la ayuda de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Cuando se mostraron fotografías de atletas en movimiento, el equivalente humano del área MT del macaco se iluminó en los observadores humanos. Los estudios de Salk sugieren que estas activaciones cerebrales probablemente sean el resultado de asociaciones aprendidas, fortalecidas por la experiencia diaria.
“Nos enfrentamos constantemente a un entorno complejo y en constante cambio”, dice Albright. “La capacidad de usar información basada en relaciones aprendidas entre objetos nos ayuda a dar sentido a lo que vemos de manera más rápida y eficiente. Esta capacidad nos permite tomar las decisiones correctas de manera oportuna: incluso cuando se nos presenta una escena visual compleja durante la hora pico, nos detenemos en el semáforo en rojo y evitamos ser atropellados por el tráfico que se aproxima”.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.
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