Científicos del MIT han descubierto que el cerebro usa los mismos «mapas mentales» tanto para navegar físicamente como para pensar en lugares o experiencias.
Crédito: Christine Daniloff, MIT.
Cuando recorres tu ruta diaria al trabajo o al supermercado, tu cerebro activa mapas en el hipocampo y la corteza entorrinal (en la parte medial del lóbulo temporal) que te ayudan a recordar los caminos y ubicaciones. Estos mapas guardan información sobre los lugares que has visitado y te permiten orientarte fácilmente.
Ahora, una nueva investigación del MIT ha encontrado que estos mapas mentales también se crean y activan cuando solo piensas en secuencias de experiencias, sin moverte físicamente.
Mapas mentales en el cerebro
Se sabe que el hipocampo y la corteza entorrinal del cerebro almacenan representaciones de lugares que hemos visitado. Estas áreas se activan cuando estamos en un lugar conocido o incluso cuando soñamos.
El nuevo estudio del MIT quería saber si estos mapas mentales también se forman cuando imaginamos movernos a través de secuencias, no solo en lugares físicos. Para investigarlo, los científicos entrenaron a animales para usar un joystick y trazar un camino a través de una secuencia de imágenes (o «puntos de referencia») espaciadas a intervalos temporales regulares. Durante el entrenamiento, a los animales solo se les mostró un subconjunto de pares de imágenes, pero no todos los pares. Una vez que los animales aprendieron a navegar a través de los pares de entrenamiento, los investigadores probaron si podían manejar los nuevos pares que nunca habían visto antes.
Experimento: tarea conductual, rendimiento y generalización. Crédito: S. Neupane et al., Nature, 2024.
Una posibilidad es que los animales no aprendan un mapa cognitivo de la secuencia y, en cambio, resuelvan la tarea usando una estrategia de memorización. Si este fuera el caso, se esperaría que tuvieran dificultades con los nuevos pares. Por el contrario, si los animales se basan en un mapa cognitivo, deberían ser capaces de generalizar su conocimiento a los nuevos pares.
«Los resultados fueron inequívocos», afirmó Mehrdad Jazayeri, coautor del innovador estudio publicado en la revista Nature. «Los animales pudieron navegar mentalmente entre los nuevos pares de imágenes desde la primera vez que se les probó. Este hallazgo proporcionó una fuerte evidencia conductual de la presencia de un mapa cognitivo».
Modelo de aprendizaje
Para entender cómo funcionan estos mapas mentales, los investigadores registraron la actividad de neuronas individuales en la corteza entorrinal mientras los animales realizaban esta tarea. Las respuestas neuronales presentaron una característica llamativa: cuando los animales usaban el joystick para navegar entre dos puntos de referencia, las neuronas mostraban picos distintivos de actividad asociados con la representación mental de los puntos de referencia intermedios.
«El cerebro pasa por estos picos de actividad en el momento esperado cuando las imágenes intermedias habrían pasado por los ojos del animal, lo cual nunca ocurrió», explicó Jazayeri. «Y el intervalo entre estos picos, de manera crucial, coincidía exactamente con el tiempo que el animal esperaba para llegar a cada uno de ellos, que en este caso era de 0.65 segundos».
Los autores del estudio también demostraron que la velocidad de la simulación mental estaba relacionada con el desempeño de los animales en la tarea: cuando tardaban un poco más o menos en completar la tarea, su actividad cerebral mostraba un cambio correspondiente en la sincronización. Asimismo, encontraron evidencia de que las representaciones mentales en la corteza entorrinal no codifican características visuales específicas de las imágenes, sino más bien la disposición ordinal de los puntos de referencia.
Para dar el próximo paso, el equipo del MIT planea estudiar cómo el cerebro responde a diferentes patrones de referencia y qué sucede en el hipocampo y la corteza entorrinal durante el aprendizaje de nuevas tareas de navegación.
«Ver cómo la memoria se forma y cómo esto se refleja en la actividad del cerebro es una forma valiosa de entender cómo aprendemos», concluyó Jazayeri.
Fuente: MIT. Edición: MP.