El cerebro tiene neuronas que se disparan específicamente durante ciertas operaciones matemáticas. Así lo demuestra un estudio reciente realizado por las Universidades de Tübingen y Bonn. Los hallazgos indican que algunas de las neuronas detectadas están activas exclusivamente durante las sumas, mientras que otras están activas duranterestas. No les importa si la instrucción de cálculo está escrita como una palabra o un símbolo. Los resultados ahora se han publicado en la revistaBiología actual.
La mayoría de los niños de primaria probablemente ya saben que tres manzanas más dos manzanas suman cinco manzanas. Sin embargo, lo que sucede en el cerebro durante tales cálculos aún se desconoce en gran medida. El estudio actual de las Universidades de Bonn y Tübingen ahora arroja luz sobreeste problema.
Los investigadores se beneficiaron de una función especial del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn. Se especializa en procedimientos quirúrgicos en el cerebro de personas con epilepsia. En algunos pacientes, las convulsiones siempre se originan en la misma área del cerebro.Para localizar con precisión esta área defectuosa, los médicos implantan varios electrodos en los pacientes. Las sondas se pueden usar para determinar con precisión el origen del espasmo. Además, la actividad de las neuronas individuales se puede medir a través del cableado.
Algunas neuronas se activan solo al resumir
Cinco mujeres y cuatro hombres participaron en el estudio actual. Se les implantaron electrodos en el llamado lóbulo temporal del cerebro para registrar la actividad de las células nerviosas. Mientras tanto, los participantes tenían que realizar tareas aritméticas simples. "Encontramos quese activan diferentes neuronas durante las sumas que durante las restas", explica el Prof. Florian Mormann del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn.
No fue el caso que algunas neuronas respondieran solo a un signo "+" y otras solo a un signo "-": "Incluso cuando reemplazamos los símbolos matemáticos con palabras, el efecto siguió siendo el mismo", explica Esther Kutter,quien está haciendo su doctorado en el grupo de investigación del Prof. Mormann."Por ejemplo, cuando se les pidió a los sujetos que calcularan '5 y 3', sus neuronas de suma volvieron a entrar en acción; mientras que para '7 menos 4', sus neuronas de resta lo hicieron".
Esto muestra que las células descubiertas en realidad codifican una instrucción matemática para la acción. Por lo tanto, la actividad cerebral mostró con gran precisión qué tipo de tareas estaban calculando los sujetos de prueba en ese momento: los investigadores introdujeron los patrones de actividad de las células en un programa informático de autoaprendizaje.Al mismo tiempo, le dijeron al software si los sujetos estaban calculando una suma o una diferencia. Cuando el algoritmo se enfrentó con nuevos datos de actividad después de esta fase de entrenamiento, pudo identificar con precisión durante qué operación computacional se había registrado..
El Prof. Andreas Nieder de la Universidad de Tübingen supervisó el estudio junto con el Prof. Mormann. "Sabemos por experimentos con monos que las neuronas específicas para ciertas reglas computacionales también existen en sus cerebros", dice. "En los humanos, sin embargo,apenas hay datos al respecto". Durante su análisis, los dos grupos de trabajo se encontraron con un fenómeno interesante: una de las regiones del cerebro estudiadas era la llamada corteza parahipocampal. Allí, también, los investigadores encontraron células nerviosas que disparaban específicamentedurante la suma o la resta. Sin embargo, al sumar, diferentes neuronas de suma se activaron alternativamente durante una misma tarea aritmética. Hablando en sentido figurado, es como si la tecla más de la calculadora cambiara constantemente de ubicación. Ocurría lo mismo con la resta.Los investigadores también se refieren a esto como "codificación dinámica".
"Este estudio marca un paso importante hacia una mejor comprensión de una de nuestras habilidades simbólicas más importantes, a saber, calcular con números", subraya Mormann. Los dos equipos de Bonn y Tübingen ahora quieren investigar exactamente qué papel juegan las células nerviosas encontradasen esto.
El estudio fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación DFG y la Fundación Volkswagen.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Bonn. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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