La capacidad de aprender nuevas habilidades motoras es fundamental para casi todos los aspectos de nuestras vidas. Desde el momento en que nace un bebé, aprende a mover los brazos y las manos, a pronunciar palabras y caminar. Estas habilidades a menudo se aprenden a través de la práctica, en el transcurso de miles de repeticiones. Algunas repeticiones son mejores que otras, y en general siguen mejorando.
Estas mejoras subyacen a los cambios en el cableado del cerebro. Millones de conexiones entre las neuronas en muchas áreas del cerebro, y entre el cerebro y los músculos, tienen que ajustarse. Estos cambios luego deben consolidarse para asegurarse de que esténno se pierde cuando se requieren las mismas áreas del cerebro para aprender una habilidad diferente.
El principio general subyace a los movimientos complejos
Un gran desafío para comprender la base biológica de este tipo de aprendizaje es la naturaleza distintiva de las diferentes habilidades: "Se cree que mecanismos muy similares subyacen al aprendizaje del piano o al habla, pero los músculos y movimientos involucrados son completamente diferentes", dice Sepp Kollmorgen, postdoc en el Instituto de Neuroinformática de la Universidad de Zúrich.
En un nuevo estudio en el Instituto de Neuroinformática, los investigadores de la Universidad de Zurich y ETH Zurich analizaron los principios generales que subyacen al aprendizaje de habilidades. Kollmorgen y el equipo de investigadores introdujeron un marco general para destilar la miríada de cambios que ocurren en unhabilidad motora compleja en una simple "trayectoria", que les permite saber cómo y cuándo una habilidad está cambiando sin tener que considerar todos los detalles de los movimientos involucrados.
los pinzones cebra repiten una canción mil veces por día
Los investigadores utilizaron este nuevo marco para estudiar cómo los pinzones cebra machos juveniles aprenden gradualmente a cantar. En la naturaleza, tratan de imitar la canción de un pinzón cebra adulto y luego lo usan para cortejar a las hembras. Cuando tienen alrededor de 40 díasde edad, comienzan a intentar reproducir la canción, practicando miles de veces al día durante los próximos tres meses.
"Creemos que los procesos cerebrales involucrados en este aprendizaje podrían ser análogos a los que funcionan en humanos cuando aprenden una habilidad motora", dice Richard Hahnloser, profesor de neuroinformática en ETH Zurich. Una gran ventaja de estudiar este proceso enes que los investigadores tienen herramientas mucho más precisas para observar lo que sucede en el cerebro durante el proceso de aprendizaje.
Las buenas canciones mejoran constantemente, las malas canciones mucho menos
Las trayectorias de aprendizaje que el equipo de investigación encontró en los pinzones cebra revelaron algunas sorpresas: por un lado, mostraron que el proceso de aprendizaje es de varias capas, en el sentido de que las buenas y malas canciones cambian de diferentes maneras. En un día determinado, la mayoríade las canciones suenan similares entre sí, pero ocasionalmente el pájaro logra producir una canción que es particularmente buena o que suena realmente mal. Los científicos descubrieron que las mejores canciones mejoran lenta pero constantemente durante un día y no cambian de la noche a la mañana.A la mañana siguiente, las mejores canciones suenan como las mejores canciones de la noche anterior. Por otro lado, las canciones muy malas mejoran rápidamente durante el día, pero de la noche a la mañana el pájaro olvida la mayor parte de lo que aprendió. A la mañana siguiente lo muy malolas canciones suenan casi tan mal como las de la mañana anterior.
Por otro lado, las trayectorias de aprendizaje mostraron que de los muchos cambios que ocurren durante un día, la mayoría se restablecen de la noche a la mañana, presumiblemente porque no están relacionados con lo que el pájaro intenta cantar ". Una interpretación de esto es que las aves son increíblemente eficientesEl sueño les permite recordar perfectamente todas las cosas buenas que aprendieron durante el día y olvidar todas las cosas que no son importantes ", explica Valerio Mante, profesor de la Universidad de Zurich y último autor del estudio.
Potencial terapéutico para humanos
La mejor comprensión del comportamiento sienta las bases para comprender lo que sucede en el cerebro durante el aprendizaje. Este conocimiento tiene un gran potencial terapéutico. Si pudiéramos entender por qué es tan difícil recordar las mejoras en las partes malas de un comportamiento, un entrenamiento más eficientepodrían desarrollarse programas de rehabilitación para adultos que se recuperan de un accidente cerebrovascular o accidente. En última instancia, incluso podría ser posible mejorar y estimular el aprendizaje y la consolidación al intervenir directamente en áreas específicas del cerebro, concluyen los investigadores.
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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