Todos cometemos pequeños errores cotidianos por hábito: un mesero dice: "Disfruta tu comida" y tú respondes con "¡Tú también!" Antes de darte cuenta de que la persona, de hecho, no va a disfrutar de tu comida.. Afortunadamente, hay partes de nuestro cerebro que monitorean nuestro comportamiento, detectando errores y corrigiéndolos rápidamente.
Un equipo de investigadores dirigido por Caltech ha identificado las neuronas individuales que pueden subyacer a esta capacidad. El trabajo proporciona grabaciones raras de neuronas individuales ubicadas en lo profundo del cerebro humano y tiene implicaciones para enfermedades psiquiátricas como el trastorno obsesivo-compulsivo.
El trabajo fue una colaboración entre los laboratorios de Ralph Adolphs PhD '93, Bren Professor de Psicología, Neurociencia y Biología, y Allen VC Davis y Lenabelle Davis Leadership Chair y director del Caltech Brain Imaging Center de Tianqiaoy Chrissy Chen Institute for Neuroscience; y Ueli Rutishauser PhD '08, profesor asociado de neurocirugía, neurología y ciencias biomédicas, y presidente de la Junta de Gobernadores en Neurociencias en Cedars-Sinai Medical Center.
"Mucha gente conoce la sensación de cometer un error y reconocerse rápidamente; por ejemplo, cuando está escribiendo y presionando la tecla incorrecta, puede darse cuenta de que cometió un error sin necesidad de ver el error en la pantalla".dice Rutishauser, quien también es asociado visitante en la División de Biología e Ingeniería Biológica de Caltech. "Este es un ejemplo de cómo nos autocontrolamos nuestros propios errores en una fracción de segundo. Ahora, con esta investigación, sabemos qué neuronas están involucradas en este, y estamos empezando a aprender más sobre cómo la actividad de estas neuronas nos ayuda a cambiar nuestro comportamiento para corregir errores ".
En este trabajo, dirigido por el estudiante graduado de Caltech Zhongzheng Brooks Fu, los investigadores tenían como objetivo obtener una imagen precisa de lo que sucede a nivel de neuronas individuales cuando una persona se detecta después de cometer un error. Para ello, estudiaronpersonas a las que se les han implantado temporalmente electrodos delgados en el cerebro originalmente para ayudar a localizar las convulsiones epilépticas. El trabajo se realizó en colaboración con el neurocirujano Adam Mamelak, profesor de neurocirugía en Cedars-Sinai, que ha realizado tales implantes de electrodos para el seguimiento clínico de la epilepsiadurante más de una década y colaboró estrechamente en los estudios de investigación.
Si bien se midió la actividad neuronal en su corteza frontal medial MFC, una región del cerebro que se sabe que está involucrada en el monitoreo de errores, a los pacientes con epilepsia se les asignó una tarea llamada Stroop para completar. En esta tarea, se muestra una palabra enuna pantalla de computadora, y se pide a los pacientes que identifiquen el color del texto. A veces, el texto y el color son iguales la palabra "verde", por ejemplo, se muestra en verde. En otros casos, la palabra y ellos colores son diferentes "verde" se muestra en texto rojo. En el último caso, la respuesta correcta sería "rojo", pero muchas personas cometen el error de decir "verde". Estos son los errores que estudiaron los investigadores.
Las mediciones permitieron al equipo identificar neuronas específicas en el MFC, llamadas neuronas de error de automonitorización, que se activarían inmediatamente después de que una persona cometiera un error, mucho antes de recibir comentarios sobre su respuesta.
Durante décadas, los científicos han estudiado cómo las personas autodetectan errores usando electrodos colocados en la superficie del cráneo que miden la actividad eléctrica agregada de miles de neuronas. Estos llamados electroencefalogramas revelan que una firma particular de ondas cerebrales, llamada error-la negatividad relacionada ERN, se ve comúnmente en el cráneo sobre el MFC justo después de que una persona comete un error. En sus experimentos, Fu y sus colegas midieron simultáneamente el ERN y la activación de neuronas de error individuales.
Descubrieron dos aspectos nuevos fundamentales de la ERN. Primero, el nivel de actividad de una neurona de error se correlacionó positivamente con la amplitud de la ERN: cuanto mayor era la ERN para un error en particular, más activas eran las neuronas de error. Este hallazgo revela queuna observación de la ERN, una medición no invasiva, proporciona información sobre el nivel de actividad de las neuronas de error que se encuentran en las profundidades del cerebro. En segundo lugar, encontraron que esta correlación de ERN-neurona única, a su vez, predijo si la persona cambiaríasu comportamiento, es decir, si se ralentizaran y se concentraran más para evitar cometer un error en su próxima respuesta. Si las neuronas de error se disparaban pero la firma ERN de todo el cerebro no se veía o era débil, la persona aún podría reconocer quecometieron un error, pero no modificaron su comportamiento para la siguiente tarea. Esto sugiere que las neuronas del error necesitan comunicar su detección de errores a una gran red cerebral para influir en el comportamiento.
Los investigadores encontraron más evidencia específica para partes del circuito involucradas.
"Encontramos neuronas de error en dos partes diferentes de la MFC: la corteza cingulada anterior dorsal dACC y el área motora pre-suplementaria pre-SMA", dice Fu. "La señal de error apareció en la pre-SMA50 milisegundos antes que en el dACC. Pero solo en el dACC fue la correlación entre el ERN y las neuronas de error predictiva de si una persona modificaría su comportamiento. Esto revela una jerarquía de procesamiento - una estructura organizativa del circuito en el único -nivel neuronal que es importante para el control ejecutivo de la conducta ".
La investigación también podría tener implicaciones para comprender el trastorno obsesivo compulsivo, una afección en la que una persona intenta continuamente corregir los "errores" percibidos. Por ejemplo, algunas personas con esta afección sentirán la necesidad de verificar repetidamente, en poco tiempoperíodo, si han cerrado la puerta. Se ha demostrado que algunas personas con trastorno obsesivo-compulsivo tienen un potencial de ERN anormalmente grande, lo que indica que su circuito de monitoreo de errores es hiperactivo. El descubrimiento de neuronas de error podría facilitar nuevos tratamientos para suprimir esta hiperactividad.
A continuación, los investigadores esperan identificar cómo fluye la información de las neuronas de error a través del cerebro para producir cambios de comportamiento, como disminuir la velocidad y concentrarse. "Hasta ahora, hemos identificado dos regiones del cerebro en la corteza frontal que parecen ser parte deuna secuencia de pasos de procesamiento, pero, por supuesto, todo el circuito será mucho más complejo que eso ", dice Adolphs." Una vía importante en el futuro será combinar estudios que tengan una resolución muy fina, como este, conestudios que utilizan fMRI [imágenes de resonancia magnética funcional] que nos brindan un campo de visión de todo el cerebro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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