Decembro 18, 2012
Unha das características únicas da mente humana é a súa capacidade de priorizar os seus obxectivos e prioridades a medida que as situacións cambian e xorde nova información. Isto sucede cando cancelas un cruceiro previsto porque necesitas cartos para arranxar o coche descomposto ou cando interrumpides o trote matinal porque o teléfono está soando no peto.
Nun novo estudo publicado no Proceedings, da Academia Nacional de Ciencias (PNAS), investigadores da Universidade Princeton din que descubriron os mecanismos que controlan como os nosos cerebros usan nova información para modificar as nosas prioridades existentes.
O equipo de investigadores do Princeton's Neuroscience Institute (PNI) usou imaxes de resonancia magnética funcional (IRMF) para dixitalizar suxeitos e descubrir onde e como o cerebro humano reprioriza os obxectivos. Sorprendente descubriron que o cambio de obxectivos ten lugar na córtex prefrontal, unha rexión do cerebro que se sabe que está asociada a unha variedade de condutas de máis alto nivel. Tamén observaron que o poderoso neurotransmisor dopamina - tamén coñecido como o "produto químico do pracer" - parece desempeñar un papel crítico neste proceso.
Usando un pulso magnético inofensivo, os científicos interromperon a actividade no córtex prefrontal dos participantes mentres xogaban e descubriron que non eran capaces de cambiar a unha tarefa diferente no xogo.
"Atopamos un mecanismo fundamental que contribúe á capacidade do cerebro para concentrarse nunha tarefa e logo cambiar a outra tarefa", explicou Jonathan Cohen, codirector de PNI e Robert Bendheim e profesor Lynn Bendheim Thoman en Neurociencia.
"As deficiencias neste sistema son fundamentais para moitos trastornos críticos da función cognitiva como os observados na esquizofrenia e trastorno obsesivo-compulsivo".
Investigacións anteriores xa demostraron que cando o cerebro usa nova información para modificar os seus obxectivos ou comportamentos, esta información é arquivada temporalmente na memoria de traballo do cerebro, un tipo de almacenamento de memoria a curto prazo. Ata agora, con todo, os científicos non entenderon os mecanismos que controlan como se actualiza esta información.
USAR XOGOS PARA A TOMA DE DECISIÓNS POR PINTOINT
Xunto co autor principal do estudo Kimberlee D'Ardenne de Virginia Tech, así como compañeiros investigadores Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz e Leight Nystrom, Cohen e o seu equipo idearon un estudo que lles permitise dixitalizar o cerebro dos seus suxeitos mentres xogaban un xogo. O xogo requiriu aos participantes que presionasen botóns específicos dependendo de diferentes pistas visuais. Se se lles mostrou a letra A antes da letra X, pedíuselles que presionasen un botón rotulado como "1". Non obstante, se vían a letra B antes da X, entón tiñan que presionar un botón etiquetado como "2".
Nunha versión anterior da tarefa, con todo, solicitouse aos participantes que presionasen o botón 1 cando viron X independentemente das letras que a precedían. Así, a regra A e B que se introduciu na segunda rolda serviu como a "nova información" que o participante debía usar para actualizar o seu obxectivo de decidir que botón presionar.
Despois de examinar o IRMM, os investigadores atoparon unha maior actividade na córtex prefrontal dereita cando os participantes estaban a completar a tarefa máis complexa que implicaba tomando unha decisión entre dous botóns baseados nas pistas visuais A e B. Este non foi o caso, con todo, para a versión máis sinxela da tarefa.
Os resultados de Cohen corroboran os resultados do seu propio proxecto de investigación anterior de 2010, que empregou un método de dixitalización diferente para medir o momento da actividade cerebral.
No estudo actual, o equipo investigador tamén entregou pulsos magnéticos curtos á cortiza prefrontal co fin de confirmar que esta é, de feito, a rexión cerebral implicada na actualización da memoria de traballo. Baseando o tempo do pulso no estudo anterior, os científicos entregaron o pulso magnético no momento preciso cando creron que a cortiza prefrontal dereita debía estar actualizando a memoria. Descubriron que se entregaron o pulso exactamente 0.15 segundos despois de que os participantes vían as letras A ou B, non puideron premer o botón correcto. Así puideron usar o pulso magnético para interromper o proceso de actualización da memoria.
"Pronosticamos que se o pulso se entregase á parte da corteza prefrontal dereita observada usando IRMM, e no momento en que o cerebro está a actualizar a súa información tal e como revela EEG, o suxeito non conservaría a información sobre A e B, interferindo no seu desempeño na tarefa de presionar o botón ", explicou Cohen.
DOPAMINA COMO PONTE DA NOSA MEMORIA DE TRABALLO
Na última parte do experimento, o equipo de Cohen quixo probar a súa teoría de que o neurotransmisor dopamina é o responsable de etiquetar nova información e importante para actualizar a memoria de traballo e obxectivos ao entrar na córtex prefrontal. A dopamina é un produto químico de natureza que se sabe que desempeña roles clave nunha serie de procesos mentais como os que implican motivación e recompensa.
Para iso, o equipo utilizou de novo o RMF para dixitalizar unha rexión chamada cerebro medio que está densamente poboada con células nerviosas especializadas - coñecidas como núcleos dopaminérxicos - que son as encargadas de producir a maior parte dos sinais de dopamina do cerebro. Os investigadores realizaron un seguimento da actividade destas células nerviosas emisoras de dopamina mentres os participantes realizaban as tarefas e atoparon unha correlación significativa entre a actividade cerebral nestas áreas e na córtex prefrontal dereita.
"A parte notable foi que os sinais de dopamina se correlacionaron tanto co comportamento dos nosos voluntarios como coa súa actividade cerebral na córtex prefrontal", explicou Cohen.
"Esta constelación de achados proporciona fortes evidencias de que os núcleos dopaminérxicos permiten que o córtex prefrontal se atenda a información relevante para actualizar o comportamento, pero non información que non sexa."
O profesor David Badre, da Universidade de Brown, especialista en ciencias cognitivas, lingüísticas e psicolóxicas, cre que o traballo do equipo de Cohen representa un gran avance no intento da ciencia por comprender como o noso cerebro actualiza a súa memoria de traballo.
;