Un estudio revela circuitos neuronales específicos que subyacen al aprendizaje de valores basado en el entorno



¿Qué valor tienen las orejeras? La respuesta a esta simple pregunta puede depender. ¿Qué marca son? ¿Son de buena calidad? ¿Que tiempo hace? Dada la posibilidad de elegir entre orejeras y loción bronceadora, la mayoría de la gente optaría por usar las orejeras en un día frío de invierno y la loción en un día soleado en la playa.

Esta capacidad de asignar diferentes valores a los objetos según el contexto ambiental es algo que hacemos todo el tiempo sin pensarlo ni esforzarnos mucho. pero como funciona? Un nuevo estudio dirigido por el profesor asistente Jun Kunimatsu en la Universidad de Tsukuba en Japón y el investigador distinguido Okihide Hikosaka en el National Eye Institute (NEI) en los Estados Unidos ha descubierto la parte del cerebro que permite que ocurra este tipo de aprendizaje.

“Se sabe que el valor y la recompensa están codificados en la parte del cerebro llamada ganglios basales”, explica el Dr. Hikosaka. “Nos propusimos identificar los circuitos neuronales específicos que subyacen al aprendizaje de valores basado en el entorno”.

Para encontrar la respuesta, los investigadores primero enseñaron a los monos una especie de juego de “¿Dónde está Wally?” En el que buscaban escenas en busca de objetos incrustados que les dieran recompensas. Mirar los objetos podría generar grandes o pequeñas recompensas dependiendo de la escena de fondo en la que estén incrustados.

Después de que los monos aprendieron este juego usando muchos objetos y muchos fondos, pudieron hacer movimientos oculares rutinarios para las grandes recompensas y evitar mirar las pequeñas recompensas, incluso cuando las escenas de fondo cambiaban repentinamente.

La salida final de los ganglios basales controla los movimientos motores, en este caso los movimientos oculares. El equipo planteó la hipótesis de que cierto tipo de célula cerebral llamada neuronas de picos rápidos eran responsables del aprendizaje exitoso de su juego.

Para probar esta idea, utilizaron un fármaco para bloquear temporalmente la entrada de estas células a diferentes partes de los ganglios basales justo cuando los monos intentaban aprender las asociaciones entre objetos, fondos y valores.

Descubrieron que cuando se bloqueaba la entrada al extremo de la cola del cuerpo estriado, una parte de los ganglios basales, impedía que los monos aprendieran nuevas asociaciones basadas en la escena, pero no les impedía desempeñarse bien cuando se les daban escenas y objetos que ya habían aprendido.

Los hallazgos podrían tener aplicaciones en la investigación clínica.

Se ha observado una entrada reducida de las neuronas de picos rápidos en algunas afecciones clínicas, incluido el síndrome de Tourette y la enfermedad de Huntington, que se acompañan de déficits en el aprendizaje de habilidades que podrían estar relacionados con la incapacidad de aprender valores basados ​​en el entorno “.

Jun Kunimatsu, profesor asistente, Universidad de Tsukuba

Fuente:

Referencia de la revista:

Kunimatsu, J., et al. (2021) Valores de objetos basados ​​en el entorno aprendidos por la red local en la cola del cuerpo estriado. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. doi.org/10.1073/pnas.2013623118.

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