Los cerebros de los mamíferos, incluidos los de los humanos, almacenan y recuerdan cantidades impresionantes de información basada en nuestras buenas e malas decisiones e interacciones en un mundo en constante cambio. Ahora, en una serie de nuevos experimentos con ratones, los científicos de Johns HopkinsInforme de medicina que han agregado a la evidencia de que tales recuerdos "basados en decisiones" se almacenan en partes muy particulares del cerebro.
"Determinar dónde y durante cuánto tiempo los cerebros de animales almacenan información sobre elecciones pasadas puede ayudarnos a comprender de manera más amplia los modelos de toma de decisiones", dice Jeremiah Cohen, Ph.D., profesor asistente de neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns HopkinsEventualmente, dice, tales modelos podrían conducir a mejores tratamientos para la adicción y otros trastornos marcados por la toma de decisiones defectuosas o desordenadas.
Una descripción de los estudios fue publicada el 4 de julio en la revista neurona .
Para los experimentos, Cohen y sus colegas de Johns Hopkins usaron varios olores para entrenar a 36 ratones a elegir entre dos tubos que entregan agua cuando se lamen y que fueron controlados aleatoriamente por una computadora para encender o apagar los "grifos".el tubo se encendió, el otro se apagó y luego se cambiaron. El experimento fue diseñado para imitar cómo los ratones buscan agua en la naturaleza y aprenden a dónde regresar por el líquido.
Los ratones no sabían, con certeza, si recibirían agua cuando tomaran una decisión en particular, dice Cohen. Para encontrar la recompensa del agua, tuvieron que recordar sus elecciones y resultados recientes, explica.
Como era de esperar, dice Cohen, los ratones exploraron y lamieron con mayor frecuencia los tubos de agua que se encendieron con más frecuencia, maximizando la cantidad de agua que recibieron. Ocasionalmente, también exploraron los tubos de agua que se cerraron, lamiéndolos una vezmientras que cuando se cerró un tubo con abundante agua, los ratones cambiaron al otro tubo que estaba recién encendido, dice Cohen. Los científicos también descubrieron que los ratones esperaron para elegir sus tubos de agua durante hasta medio minuto.
Cohen dice que estudios previos en la última década han sugerido que los recuerdos basados en decisiones se almacenan en la corteza prefrontal, el asiento del comportamiento complejo, la personalidad y el aprendizaje.
Para descubrir en qué parte de sus cerebros los ratones almacenaban los recuerdos del agua, un miembro del equipo de Cohen, Bilal Bari, conectó microelectrodos a los cerebros para medir la velocidad de disparo de los llamados "potenciales de acción" que cruzan las membranas de más de 3,000neuronas en la corteza prefrontal.
Según Cohen, la tasa de activación de los potenciales de acción de las neuronas en un ratón representa la estimación cognitiva interna de la elección entre las dos opciones de tubos de agua, básicamente, el ratón piensa en qué tubo lamer.
Una tasa de potencial de acción de referencia en las neuronas de la corteza prefrontal es de aproximadamente dos a 10 picos por segundo. Pero cuando se creía que los ratones estaban pensando en una opción de tubo versus la otra, los científicos encontraron tasas de potencial de acción de un promedio de aproximadamente 20 picospor segundo en casi el 80% 2,401 de 3,073 de las neuronas de la corteza prefrontal.
También descubrieron que cuanto más tardaban los ratones en decidir entre los dos tubos, la tasa de potencial de acción en las neuronas de la corteza prefrontal comenzó a disminuir. Después de 15 segundos sin lamer un tubo, las tasas de potencial de acción se redujeron a la mitad de su tasa máxima."Es posible que el mouse se olvide de lo valioso que es el entorno en particular", dice Cohen.
"Estos datos nos dan una ventana sobre cómo las neuronas almacenan estos recuerdos basados en decisiones", dice Cohen. "No solo podemos ver los cambios en las tasas de activación del potencial de acción, sino que también podemos cuantificarlos".
Los investigadores también midieron en qué parte del cerebro del ratón las neuronas de la corteza prefrontal se extendían a otras partes del cerebro, señalando estructuras en otros lugares. Encontraron una mayor señalización eléctrica al estriado dorsomedial, una estructura dentro de los ganglios basales, una región en el medio deel cerebro vinculado al movimiento
Cohen dice que su equipo planea seguir estudiando dónde y cómo se conectan las neuronas desde la corteza prefrontal a otras partes del cerebro que controlan el movimiento. Esta información probablemente arrojaría luz sobre qué tan rápido los animales, incluidos los humanos, aprenden de sus experiencias en el mundo ".Necesitamos aprender rápidamente en un mundo volátil, y descubrir más sobre cómo lo hacen los cerebros ofrecerá una idea de cómo se puede ajustar dicho aprendizaje ", dice Cohen.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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