El arte de leer la mente

Una de mis peliculas favoritas es Blade Runner. Desde la primera vez que la vi me apasionó la idea de la implantación de memorias. Este tema ha sido recurrente en varias películas, desde Total Recall, hasta Inception. Ahora que, para implantar memorias uno tendría primero que averiguar como es que esas memorias son almacenadas en el cerebro.

Bueno, pues cabe decir que la ciencia ha avanzado bastante en el entendimiento de como guarda el cerebro la información. De hecho, uno de los pasos mas importantes que se están dando actualmente es sobre como descifrar la información almacenada en el cerebro.  Justamente me acabo de encontrar un video bien interesante sobre esta nueva técnica que apenas está en sus inicios.

Aqui lo dejo para que lo disfrutemos!
El arte de leer la mente

Dime quién te agrada y te diré qué te gusta, o de cómo nuestras preferencias varían por la opinión de los otros

En el último seminario del laboratorio revisamos un artículo bien interesante sobre como la experiencia va formando nuestras preferencias. Entonces decidí invitar a Azalea Reyes Aguilar, estudiante del Doctorado, a escribir la siguiente pieza que amablemente nos comparte:  

Imaginemos las siguientes situaciones. Vas de compras con tu mejor amigo  a quien quieres mucho y te parece muy agradable y que además estudia diseño. En eso ven una playera azul que a ti te parece horrible, pero el te recomienda comprarla porque es lo que está de moda y te explica que el diseño es de alta calidad.

En otra tienda, ves una playera de color negro que te gusta mucho, piensas comprarla, pero en esa misma tienda te encuentras con un conocido de la escuela que te molesta siempre porque suele burlarse de ti y una vez agredió a tu mejor amiga. Y este conocido, quien tanto te molesta, compra exactamente la misma playera que tú querías comprar.

La cuestión es, ¿tu actitud hacia esas playeras, o hacia tu amigo o  hacia el tipo molesto, cambiarán después de esas experiencias?

Para investigar cómo nuestras preferencias son influenciadas por los otros, la teoría del balance cognitivo explica que el balance depende de una relación tríadica;

1.      tú actitud hacia la otra persona

2.      tú actitud hacia un objeto

3.      la actitud de la otra persona hacia el mismo objeto

El balance cognitivo requiere que las tres relaciones sean positivas (i.e. que tu actitud hacia la otra persona y hacia el objeto sean de agrado y la actitud de la otra persona a objeto también sea de agrado) o dos negativas y una positiva (i.e. que tu actitud hacia la otra persona y hacia el objeto sean negativas y la actitud de la otra persona al objeto, sea positiva, o bien, que tu actitud hacia la otra persona sea positiva y la actitud tuya y de la otra persona hacia el objeto sean negativas). Cualquier otro caso provocará desbalance cognitivo.

En un estudio de Izuma y Adolphs publicado en mayo (2013) en la revista Neuron, los autores registraron la actividad neuronal con resonancia magnética funcional de 18 estudiantes universitarios voluntarios mientras evaluaban que tanto les agradaban unas  playeras y que tanto les agradaban esas mismas playeras tanto a otro grupo de estudiantes universitarios, como a un grupo de criminales sexuales que estaban en la cárcel. Finalmente, después de observar como esos dos grupos evaluaban las playeras, los investigadores pidieron a los voluntarios realizar una segunda evaluación de las mismas playeras.

En este experimento se consideró que había un desbalance cognitivo cuando los gustos de los voluntarios eran diferentes a los de los otros estudiantes o iguales a los de los criminales. De acuerdo a la teoría normalmente tendemos a reducir dicho desbalance.

Bueno, pues en efecto los investigadores encontraron que después de ver los videos de los otros universitarios y los delincuentes, los participantes ajustaban su evaluación de acuerdo a las preferencias de los estudiantes y de los criminales.

Para las playeras que inicialmente les habían gustado, si no les gustaban a los otros estudiantes, o bien si les habían gustado a los criminales, entonces ahora los voluntarios reducían sus preferencias por estas playeras.  

Por otro lado, para las playeras que no les habían gustado originalmente, si los otros estudiantes decían que sí les habían gustado mucho, o bien, si los criminales decían que no les habían gustado, entonces los participantes aumentaban su agrado hacia esas playeras en la segunda evaluación.

En otras palabras, en ambos casos los participantes ajustaban sus preferencias para que fueran similares a las de los otros estudiantes y diferentes a las de los criminales. En situaciones de desbalance cognitivo aumentaba la motivación para realizar cambios en la preferencias, de hecho el grado de desbalance predice la preferencia al cambio, es decir, entre más alejada sea nuestra preferencia de la preferencia de nuestro amigos y entre más cercana este nuestra preferencia de la de los criminales, más es el desbalance cognitivo y mayor la motivación para modificar la preferencia en la siguiente evaluación para parecernos más a la gente que nos agrada y distinguirnos de la gente que nos desagrada.

Incluso estos ajustes persisten hasta (4) meses después, pues los participantes mantienen sus preferencias con los ajustes que restablecen el balance cognitivo, a pesar de que no recordaban explícitamente las preferencia de los estudiantes y de los criminales.

Cuáles son los mecanismos neuronales asociados a los cambios de preferencia de acuerdo a la opinión de los demás?

Bueno, pues los investigadores no solo mapearon los cambios del balance cognitivo, sino que además mapearon las zonas cerebrales y posibles procesos involucrados en esta tarea.

La corteza prefrontal dorsomedial se activa de acuerdo a la relación tríadica entre el participante (1ra persona), el otro (3ra persona) y el objeto, lo que indica que esta estructura neuronal es un correlato neurobiológico del desbalance cognitivo. La corteza prefrontal codifica la diferencia entre nuestras propias preferencias y la preferencias de los demás, pero esto también depende de nuestra actitud hacia los demás, si de este análisis resulta un desbalance cognitivo se sigue una motivación a ajustar nuestra preferencia y restaurar el balance cognitivo.

En otros estudios, esta región cerebral se ha asociado con el procesamiento de situaciones aversivas y situaciones de conflicto, entre otras. Entonces, el desbalance cognitivo se podría interpretar como un conflicto [activación simultánea de representaciones de respuestas incompatibles] o como una aversión [como resultado de un feedback negativo]? Para contestar esta pregunta, los investigadores de este estudio también realizaron dos tareas: una para mapear la actividad neural ante el conflicto [Multi-Source Interference Task] y otra tarea para registrar la actividad neuronal asociada a la aversión [Monetary Incentive Delay Task]. Los resultados muestran que la aversión (feedback negativo) activa parte de la región de la corteza prefrontal dorsomedial que se traslapa con la activación ante el desbalance cognitivo, es decir, la actividad de la región posterior de la corteza prefrontal dorsomedial se activa ante el desbalance cognitivo y ante la aversión pero no ante el conflicto, por lo que el desbalance cognitivo podría ser un tipo de aversión que motiva a ajustar nuestras preferencias para restablecer el balance o equilibrio cognitivo.

Entonces, cuando nuestros gustos se asemejan a los de nuestros amigos y se distinguen de nuestros enemigos, estamos en balance cognitivo que se asocia con la actividad neuronal de circuitos asociados al procesamiento de la recompensa o placer (estriado ventral); nos agrada parecernos a las personas que nos agradan y no-parecernos a los que no nos agradan. Por otro lado, cuando nuestros gustos son diferentes a los de las personas que nos agradan y semejantes a las personas que nos desagradan, se genera un desbalance que se asocia con una sensación de aversión que motiva a ajustar nuestros gustos y restablecer el balance cognitivo, cuyo sustrato neurobiológico incluye la activación de la corteza prefrontal dorsomedial.

El cerebro transparente

¿Alguna vez de chico te imaginaste que seriamos capaces de ver el funcionamiento del cerebro en vivo? Es decir, yo nunca me imaginé que seriamos capaces de visualizar los cambios en el funcionamiento de millones de neuronas que dan lugar a tus mismos pensamientos, y sin embargo, ir a una resonancia magnética ahora es casi tan común como ir al dentista.

Bueno, pues hoy se acaba de publicar un artículo en la revista Nature, que demuestra un desarrollo tan increíble como lo era la resonancia magnética hace 40 años. El grupo de 16 investigadores liderado por Karl Deisseroth de la universidad de Stanford, en California, en su artículo titulado "Structural and molecular interrogation of intact biological systems" demostró que es posible ver neuronas sensibles a marcadores específicos en cerebros post-mortem enteros.

Uno pensaría que pues esto ya se ha hecho con anterioridad en rebanadas de cerebro, pero como se puede hacer en un cerebro entero?, pues que no se vería nada más la superficie del cerebro?. Es como si queremos ver el estómago de una persona. Para verlo realmente tendríamos que abrirlo y asomarnos!.

Pues estos investigadores desarrollaron una técnica formidable. Básicamente desarrollaron como hacer invisible al cerebro para luego inyectar marcadores celulares específicos que les permite ver las células que ellos escojan.

Este avance va a permitir un avance acelerado en el entendimiento de las conexiones y redes neuronales de tipos o áreas específicas sin necesidad de cortar cada rebanada del cerebro. Es decir, vamos a poder analizar las trayectorias por ejemplo de las neuronas dopaminérgicas en modelos animales de la enfermedad de Parkinson, o la microcircuitería en modelos de enfermedades psiquiatrícas. Aún mas, esta técnica permite el análisis post-mortem de cerebros de pacientes con diferentes enfermedades mentales, lo cual va a redundar en un avance en el conocimiento de dichos males.

En fin, simplemente leer el artículo fue un gusto. Sin embargo, si te quieres ahorrar la lectura científica y simplemente maravillarte con el video, aquí dejo el link... y a gozarlo!

¿Dónde dejé las llaves?

Cuántas veces nos pasa, o nos ha pasado, que olvidamos dónde dejamos las llaves y antes de salir rumbo al trabajo o a nuestra escuela estamos buscando como locos nuestro llavero por todos lados de la casa y, comúnmente, recurrimos a preguntarle a quien(es) vive(n) con nosotros ¿Che… no viste mis llaves?. Bueno, pues en esta ocasión Mariana Carasatorre del curso de Introducción a las Neurociencias Cognoscitivas revisó este tema. A continuación su contribución a este Blog.

¿Por qué existe esa tendencia a olvidar la ubicación de los objetos?

Una de las preguntas claves es sobre cómo tratamos la información que le da identidad al objeto, como por ejemplo el color y la forma, o incluso la información de su ubicación, como el estar sobre la mesa, a un lado de la cocina, etc. A pesar de que se han encontrado neuronas en la corteza frontal que pueden responder tanto a la información de identidad como a la de ubicación de los objetos pensamos que es posible que ambos tipos de información se almacenen de forma separada en el cerebro. Esto debido a que en los resultados de experimentos conductuales en donde los sujetos han de seguir objetos, los participantes muestran una mejor memoria de la ubicación de los objetos que de sus características visuales (Pylyshyn, 2004). También, se ha observado que el recuerdo sobre la ubicación de un objeto no interfiere con la información acerca de la identidad del objeto. Finalmente, con imagenología cerebral de resonancia magnética funcional se ha encontrado que las tareas de identificación visual activan diferentes áreas a las tareas de ubicación de los objetos. Este procesamiento independiente de estos dos tipos de información implica que para poder recordar la ubicación de un objeto necesitamos que el cerebro las integre de alguna manera.

Este problema de la integración de diferentes propiedades de los objetos en la memoria de trabajo nos puede ayudar a resolver porqué tendemos a olvidar dónde dejamos las llaves. Recientemente, en un estudio publicado en la revista PLoS-One por Pertzo, y colaboradores en el 2012 estudió este problema, analizando el efecto del olvido en la distribución de errores relacionados con la ubicación e identidad de los objetos.

¿Qué hicieron?

En un primer experimento, en la primer fase, le presentaron a los participantes (sujetos humanos) imágenes de figuras conocidas en una pantalla (de 1 a 4 imágenes) y después de un “intervalo de retención” (esto es el tiempo entre la muestra y la prueba) de unos cuantos segundos, en la segunda fase, las imágenes fueron nuevamente presentadas en ubicaciones distintas a las originales y a los participantes se les pedía que reubicaran las imágenes en los lugares que originalmente tenían.

¿Qué encontraron?

Lo primero que encontraron es que la cantidad de errores, medidos mediante la distancia que había entre la ubicación original y la ubicación seleccionada por el sujeto, incrementaba linealmente con el número de objetos que se presentaban en la prueba. Además observaron que la secuencia en la que se presentaban los objetos era una variable importante, observándose que tanto el primer objeto de la secuencia como el último se recuerdan mejor.  Lo interesante es que cuando analizaron los errores de ubicación, encontraron que la selección de la ubicación en la segunda fase estaba determinada por la ubicación de los otros objetos en la primera fase. A estos errores les llamaron “errores de intercambio”, lo que significa que los sujetos intercambiaban la ubicación de un objeto por otro. Lo curioso es que estos errores de ubicación estaban provocados por los otros objetos y no se debía a una elección aleatoria de la ubicación. Esto implica que se reconocía la ubicación, pero no el objeto vinculado con ella.

¿Y qué hicieron después?

Probablemente el hallazgo más sobresaliente fue lo que encontraron con la segunda tarea, en la cual podían distinguir entre la memoria de la identidad del objeto y la memoria de la ubicación. Y además estudiaron el efecto del intervalo de retención. Esta tarea consistía en presentar de 1 a 4 objetos en la muestra, y después de un intervalo de retención de 1 o 4 segundos, se les presentaba un objeto previamente presentado junto con otro nuevo, ambos en nuevas ubicaciones. Se le pedía al sujeto que eligiera el objeto que había estado previamente presente y lo ubicara en donde este estaba (ver la Figura A).

¿Y cuál fue el resultado?

Lo que encontraron es que el número de errores que cometían con la identificación de los objetos se afectaba poco con el incremento en la cantidad de objetos o el intervalo de retención (ver línea azul en contraste con la línea roja Figura B).  Por otro lado, al analizar los errores de ubicación medidos mediante la distancia original del objeto y la distancia elegida por los sujetos, encontraron que estos errores incrementaban notablemente con el número de objetos utilizados, y detectaron evidencia de que el intervalo de retención estaba teniendo un efecto notable en la recuperación del recuerdo de la ubicación de los objetos. La condición control les permitió demostrar, además, que los errores de ubicación eran causados por los 3 segundos extra de retención, reflejando una interacción entre el retraso y el número de objetos, lo que estaba más fuertemente asociado a los errores de intercambio.

Concluyeron así, que:

Un incremento de apenas 3 segundos en el intervalo de retención, es suficiente para afectar el recuerdo de la ubicación de los objetos, especialmente cuando se tienen que recordar muchos objetos. Este incremento en la degradación del recuerdo cuando se memorizan muchos objetos, parece tener que ver con un incremento en la probabilidad de ubicar objetos específicamente en donde estaban ubicados otros objetos.

¿Y qué significan estos resultados?

La interpretación fundamental de estos resultados es que el vínculo entre la ubicación del objeto y sus propiedades que lo definen es fácilmente alterable, particularmente por la presencia de otros objetos y sus diferentes ubicaciones. La idea es que, si llegamos a casa y vamos dejando nuestras cosas en diferentes lugares, es muy probable que todos nuestros objetos personales y los diferentes lugares en donde los dejamos nos ayuden a olvidar la ubicación específica de dónde dejamos las llaves en el contexto de nuestra casa.

La moraleja

Dejá todos los objetos en un solo lugar o acostumbrate a tener un lugar permanente para cada objeto! No pretendas encontrar con facilidad tus llaves si siempre las dejas en un lugar diferente!

Referencias

Pylyshyn Z (2004) Some puzzling findings in multiple object tracking: I. Tracking without keeping track of object identities. Vis cogn 11: 801–822.

Pertzov Y, Dong MY, Peich MC, Husain M. 2012. Forgetting what was where: the fragility of object-location binding. PLoS One;7(10):e48214.