Investigadores descubren la existencia de neuronas capaces de predecir el futuro

Un equipo internacional de investigadores ha desvelado el mecanismo neuronal que permite al cerebro organizar y generalizar secuencias complejas de comportamiento, un hallazgo que abre nuevas puertas para comprender cómo formamos planes de acción y adaptamos nuestros esquemas mentales a diferentes situaciones.

El estudio, publicado recientemente en la prestigiosa revista 'Nature' bajo el título 'A cellular basis for mapping behavioural structure' (Una base celular para mapear la estructura del comportamiento), revela cómo ciertas neuronas en la corteza frontal medial codifican el progreso hacia objetivos en tareas secuenciales, proporcionando un mapa neuronal abstracto de la estructura del comportamiento.

Esto significa que somos capaces de anticipar lo que va a ocurrir en una situación sin haberla vivido anteriormente gracias a que el cerebro no solo mapea el espacio físico, sino también el desarrollo de una tarea.

El procedimiento

La vida cotidiana está llena de situaciones que, a pesar de que difieran en algunos detalles, comparten una estructura común. Desde cocinar una receta variando ingredientes hasta resolver problemas matemáticos, el cerebro debe reconocer patrones y generalizar esquemas para actuar de manera eficiente.

Para poder desentrañar cómo se produce esta capacidad, los científicos entrenaron a ratones en una serie de tareas basadas en alcanzar objetivos en secuencias con una estructura fija, pero con variaciones en las localizaciones o en pasos específicos.

Sorprendentemente, los animales lograron transferir el conocimiento de la estructura general a nuevas situaciones, alcanzando los objetivos desde el primer intento en entornos no explorados previamente.

El descubrimiento de las "células de progreso"

Mediante técnicas avanzadas de registro neuronal, el equipo detectó que la mayoría de las neuronas en la corteza frontal medial se activaban en función de la distancia o progreso hacia el objetivo, de modo análogo a las "células del lugar" que mapean espacios físicos en el hipocampo.

Estas neuronas no sólo señalaban la posición en la secuencia, sino que podían estirar o comprimir su actividad para ajustarse a variaciones en la longitud o duración de las tareas, evidenciando una representación flexible y abstracta del comportamiento.

Además, identificaron un subconjunto de neuronas que disparan con un desfase temporal fijo respecto a un paso concreto en la secuencia, actuando como un "buffer" de memoria que mantiene estructurada la tarea en la mente del animal.

Procesamiento y consolidación durante el sueño

Los investigadores observaron también que esta codificación neuronal persistía durante el sueño, lo que sugiere que el cerebro no solo representa estas secuencias mientras actuamos, sino que continúa procesándolas y consolidándolas mientras descansamos.

Este dato refuerza la idea de que el sueño juega un papel fundamental en la organización y adaptación de nuestros esquemas conductuales.

¿Qué implica este descubrimiento?

Este descubrimiento tiene profundas implicaciones para la neurociencia cognitiva y el entendimiento de trastornos relacionados con la planificación y ejecución de comportamientos complejos, como ciertas formas de autismo, trastornos obsesivo-compulsivos o daños prefrontales.

Al comprender cómo el cerebro codifica y generaliza secuencias de acciones, se abren nuevas posibilidades para el desarrollo de terapias más precisas y para la creación de sistemas de inteligencia artificial (IA) inspirados en estos mecanismos biológicos.

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