Desembre 18, 2012
RedOrbit Staff & Wire Reports: el vostre univers en línia
Una de les característiques úniques de la ment humana és la seva capacitat per tornar a prioritzar els seus objectius i prioritats a mesura que les situacions canvien i sorgeix nova informació. Això passa quan cancel·leu un creuer planificat perquè necessiteu els diners per reparar el vostre cotxe avariat, o quan interrompeu la vostra cursa matinal perquè el vostre telèfon mòbil està sonant a la butxaca.
En una nou estudi publicat a la Actes de l'Acadèmia Nacional de Ciències (PNAS), investigadors de la Universitat de Princeton diuen que han descobert els mecanismes que controlen com el nostre cervell utilitza informació nova per modificar les nostres prioritats existents.
L'equip d'investigadors de l'Institut de Neurociència de Princeton (PNI) va utilitzar la ressonància magnètica funcional (fMRI) per escanejar subjectes i esbrinar on i com el cervell humà torna a prioritzar els objectius. No és sorprenent, van trobar que el canvi d'objectius té lloc a l'escorça prefrontal, una regió del cervell que se sap que està associada a una varietat de comportaments de nivell superior. També van observar que el poderós neurotransmissor dopamina, també conegut com el "químic del plaer", sembla tenir un paper crític en aquest procés.
Utilitzant un pols magnètic inofensiu, els científics van interrompre l'activitat a l'escorça prefrontal dels participants mentre jugaven i van trobar que no podien canviar a una tasca diferent del joc.
"Hem trobat un mecanisme fonamental que contribueix a la capacitat del cervell per concentrar-se en una tasca i després canviar de manera flexible a una altra tasca", va explicar. Jonathan Cohen, codirector de PNI i Robert Bendheim i Lynn Bendheim Thoman Professor de Neurociència de la universitat.
"Els deterioraments d'aquest sistema són fonamentals per a molts trastorns crítics de la funció cognitiva, com els observats en l'esquizofrènia i el trastorn obsessiu-compulsiu".
Investigacions anteriors ja havien demostrat que quan el cervell utilitza informació nova per modificar els seus objectius o comportaments, aquesta informació s'emmagatzema temporalment a la memòria de treball del cervell, un tipus d'emmagatzematge de memòria a curt termini. Fins ara, però, els científics no han entès els mecanismes que controlen com s'actualitza aquesta informació.
UTILITZAR ELS JOCS PER EXPLICAR LA PRESA DE DECISIONS
Juntament amb l'autor principal de l'estudi Kimberlee D'Ardenne de Virginia Tech, així com els investigadors Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz i Leight Nystrom, Cohen i el seu equip van idear un estudi que els va permetre escanejar el cervell dels seus subjectes mentre jugaven un joc. El joc requeria que els participants premeu botons específics en funció de diferents senyals visuals. Si se'ls mostrava la lletra A abans de la lletra X, se'ls demanava que premeu un botó amb l'etiqueta "1". Tanmateix, si veien la lletra B abans de la X, havien de prémer un botó amb l'etiqueta "2".
En una versió anterior de la tasca, però, primer se'ls va demanar als participants que premeu el botó 1 quan veiessin X, independentment de quines lletres la precedien. Així, la regla A i B que es va introduir a la segona ronda va servir com a "informació nova" que el participant havia d'utilitzar per actualitzar el seu objectiu de decidir quin botó premer.
Després d'examinar la fMRI, els investigadors van trobar una major activitat a l'escorça prefrontal dreta quan els participants estaven completant la tasca més complexa que implicava prenent una decisió entre dos botons basats en les indicacions visuals A i B. Aquest no va ser, però, el cas de la versió més senzilla de la tasca.
Els resultats de Cohen corroboren les troballes del seu propi projecte d'investigació anterior del 2010 que va utilitzar un mètode d'escaneig diferent per mesurar el temps de l'activitat cerebral.
En l'estudi actual, l'equip d'investigació també va lliurar polsos magnètics curts a l'escorça prefrontal per confirmar que aquesta és de fet la regió cerebral implicada en l'actualització de la memòria de treball. Basant el temps del pols en l'estudi anterior, els científics van lliurar el pols magnètic en el moment precís en què creien que l'escorça prefrontal dreta hauria d'actualitzar la memòria. Van descobrir que si donaven el pols exactament 0.15 segons després que els participants veiessin les lletres A o B, no podien prémer el botó correcte. Així, van poder utilitzar el pols magnètic per interrompre el procés d'actualització de la memòria.
"Vam predir que si el pols es lliurava a la part de l'escorça prefrontal dreta observada mitjançant fMRI, i en el moment en què el cervell està actualitzant la seva informació tal com la revela l'EEG, aleshores el subjecte no conservaria la informació sobre A i B, interferint amb el seu rendiment en la tasca de prémer el botó", va explicar Cohen.
LA DOPAMINA COM A GUARDA DE LA NOSTRA MEMÒRIA DE TREBALL
A l'última part de l'experiment, l'equip de Cohen va voler provar la seva teoria que el neurotransmissor dopamina és responsable d'etiquetar informació nova i important per actualitzar la memòria de treball i els objectius a mesura que entra a l'escorça prefrontal. La dopamina és una substància química natural que se sap que té un paper clau en diversos processos mentals com els que impliquen motivació i recompensa.
Per fer-ho, l'equip va tornar a utilitzar la fMRI per escanejar una regió anomenada mesencefalo que està densament poblada de cèl·lules nervioses especialitzades, conegudes com a nuclis dopaminèrgics, que són responsables de produir la majoria dels senyals de dopamina del cervell. Els investigadors van fer un seguiment de l'activitat d'aquestes cèl·lules nervioses que emeten dopamina mentre els participants realitzaven les tasques i van trobar una correlació significativa entre l'activitat cerebral en aquestes àrees i a l'escorça prefrontal dreta.
"La part notable va ser que els senyals de dopamina es correlacionaven tant amb el comportament dels nostres voluntaris com amb la seva activitat cerebral a l'escorça prefrontal", va explicar Cohen.
"Aquesta constel·lació de troballes proporciona una forta evidència que els nuclis dopaminèrgics permeten que l'escorça prefrontal s'aferri a la informació que és rellevant per actualitzar el comportament, però no a la informació que no ho és".
El professor David Badre de la Universitat de Brown, especialista en ciències cognitives, lingüístiques i psicològiques, creu que el treball de l'equip de Cohen representa un gran pas endavant en l'intent de la ciència d'entendre com el nostre cervell actualitza la seva memòria de treball.
Tot i que no està directament implicat en l'estudi, Badre va escriure un comentari sobre l'estudi que PNAS va publicar en línia a principis de novembre. En ell va afirmar que: “Els mecanismes pels quals el cervell aconsegueix un equilibri adaptatiu entre flexibilitat i estabilitat segueixen sent la base de moltes investigacions actuals en neurociència cognitiva. Aquests resultats proporcionen una base per a noves investigacions sobre els mecanismes neuronals del comportament flexible i dirigit a objectius".
;
