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Esta imagen codificada por colores revela la actividad de nueve neuronas de la corteza gustativa. Cada vez que un color cambia, las neuronas se vuelven más o menos activas, lo que indica un cambio en los estados neuronales. Según los autores, estos estados pueden ser alterados por la expectativa. Imagen: Fontanini et al.
Investigadores norteamericanos han conseguido explicar las bases neuronales de la expectativa, una variable de la naturaleza cognitiva que está implicada, entre otros, en la percepción de los estímulos sensoriales.
Cuando vamos a probar un alimento, el cerebro se prepara activando un conjunto de neuronas asociadas al sabor que generan la expectativa.
La expectativa escenifica en nuestra mente lo que vamos a percibir: imaginamos el pastel que está a punto de salir del horno y esa representación mental no sólo aumenta el deseo de probarlo, sino que también intensifica el sabor cuando lo comemos.
Los científicos han descubierto ahora cómo la expectativa desencadena los procesos neuronales de la información sensorial: a través de un modelo teórico, han observado cómo la corteza gustativa primaria, la estructura cerebral responsable de la percepción del gusto, interviene en la expectativa de percibir el sabor y nos hace disfrutar más de ese momento.
Modelo biológico
En un artículo publicado en Nature Neuroscience, los investigadores explican que construyeron un modelo biológicamente plausible de este fenómeno basado en la modulación de la actividad espontánea del cerebro.
"Las neuronas en la corteza (gustativa primaria) parecen estar continuamente activas y erráticas, lo que nos da una sensación desordenada de lo que están haciendo", explica uno de los investigadores, Giancarlo La Camera, en un comunicado.
Y añade: "Nuestro modelo arroja luz sobre el significado de esa actividad continua y propone un mecanismo a través del cual esas neuronas podrían estar creando las expectativas".
Según este modelo, los estados neuronales asociados a la percepción sensorial se aceleran al primer indicio de algo relacionado: por ejemplo, cuando una señal anticipatoria indica la próxima entrega de un pastel.
Cuanto más acelerada es la reacción neuronal, más rápidamente nos representa el cerebro las imágenes asociadas al pastel que vamos a probar. Y las imágenes que representan al pastel se forman antes en nuestra mente si esperamos algo (la entrega del pastel), que si no esperamos nada (nos ofrecen inesperadamente un pastel).
Otra contribución importante del modelo de los autores es la explicación de por qué una señal de anticipación genérica puede poner en movimiento una dinámica de secuencia neuronal más rápida.
La explicación es la siguiente: cuando el cerebro quiere generar una expectativa relacionada con la percepción sensorial, acelera la dinámica neuronal reduciendo la intensidad de la actividad a favor de la velocidad.
De esta forma, el movimiento de las neuronas es más rápido y la representación mental del pastel ocurre antes, forzando así la aparición de la expectativa que nos va a permitir disfrutar más del pastel.
Cuando vamos a probar un alimento, el cerebro se prepara activando un conjunto de neuronas asociadas al sabor que generan la expectativa.
La expectativa escenifica en nuestra mente lo que vamos a percibir: imaginamos el pastel que está a punto de salir del horno y esa representación mental no sólo aumenta el deseo de probarlo, sino que también intensifica el sabor cuando lo comemos.
Los científicos han descubierto ahora cómo la expectativa desencadena los procesos neuronales de la información sensorial: a través de un modelo teórico, han observado cómo la corteza gustativa primaria, la estructura cerebral responsable de la percepción del gusto, interviene en la expectativa de percibir el sabor y nos hace disfrutar más de ese momento.
Modelo biológico
En un artículo publicado en Nature Neuroscience, los investigadores explican que construyeron un modelo biológicamente plausible de este fenómeno basado en la modulación de la actividad espontánea del cerebro.
"Las neuronas en la corteza (gustativa primaria) parecen estar continuamente activas y erráticas, lo que nos da una sensación desordenada de lo que están haciendo", explica uno de los investigadores, Giancarlo La Camera, en un comunicado.
Y añade: "Nuestro modelo arroja luz sobre el significado de esa actividad continua y propone un mecanismo a través del cual esas neuronas podrían estar creando las expectativas".
Según este modelo, los estados neuronales asociados a la percepción sensorial se aceleran al primer indicio de algo relacionado: por ejemplo, cuando una señal anticipatoria indica la próxima entrega de un pastel.
Cuanto más acelerada es la reacción neuronal, más rápidamente nos representa el cerebro las imágenes asociadas al pastel que vamos a probar. Y las imágenes que representan al pastel se forman antes en nuestra mente si esperamos algo (la entrega del pastel), que si no esperamos nada (nos ofrecen inesperadamente un pastel).
Otra contribución importante del modelo de los autores es la explicación de por qué una señal de anticipación genérica puede poner en movimiento una dinámica de secuencia neuronal más rápida.
La explicación es la siguiente: cuando el cerebro quiere generar una expectativa relacionada con la percepción sensorial, acelera la dinámica neuronal reduciendo la intensidad de la actividad a favor de la velocidad.
De esta forma, el movimiento de las neuronas es más rápido y la representación mental del pastel ocurre antes, forzando así la aparición de la expectativa que nos va a permitir disfrutar más del pastel.
También otros procesos
Aunque la demostración empírica del principio se realizó en la corteza gustativa del cerebro, el modelo puede ir más allá del procesamiento del gusto, señalan los investigadores.
Eso significa que las expectativas, en general, están producidas por un cambio en la dinámica de los circuitos corticales relacionados con la percepción sensorial.
Según los autores, otros procesos, como la atención y la toma de decisiones, pueden explicarse también mediante el mecanismo cerebral que genera la expectativa del gusto.
Alfredo Fontanini y Giancarlo La Camera, del Departamento de Neurobiología y Comportamiento de la Facultad de Artes y Ciencias y la Escuela de Medicina de la Universidad de Stony Brook, firman esta investigación, junto con Luca Mazzucato, de la Universidad de Oregón, que se publica en la revista Nature Neuroscience.
Aunque la demostración empírica del principio se realizó en la corteza gustativa del cerebro, el modelo puede ir más allá del procesamiento del gusto, señalan los investigadores.
Eso significa que las expectativas, en general, están producidas por un cambio en la dinámica de los circuitos corticales relacionados con la percepción sensorial.
Según los autores, otros procesos, como la atención y la toma de decisiones, pueden explicarse también mediante el mecanismo cerebral que genera la expectativa del gusto.
Alfredo Fontanini y Giancarlo La Camera, del Departamento de Neurobiología y Comportamiento de la Facultad de Artes y Ciencias y la Escuela de Medicina de la Universidad de Stony Brook, firman esta investigación, junto con Luca Mazzucato, de la Universidad de Oregón, que se publica en la revista Nature Neuroscience.
Referencia
Expectation-induced modulation of metastable activity underlies faster coding of sensory stimuli. L. Mazzucato, G. La Camera, A. Fontanini. Nature Neuroscience, volume 22, pages787–796 (2019). DOI :https://doi.org/10.1038/s41593-019-0364-9
Expectation-induced modulation of metastable activity underlies faster coding of sensory stimuli. L. Mazzucato, G. La Camera, A. Fontanini. Nature Neuroscience, volume 22, pages787–796 (2019). DOI :https://doi.org/10.1038/s41593-019-0364-9
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