¿Cómo trabaja tu cerebro al tomar decisiones?
Por Israel Pérez Valencia
Santiago de Querétaro, Querétaro. 29 de junio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Para conocer los mecanismos neuronales que se llevan a cabo en el cerebro durante los procesos de toma de decisiones, el Instituto de Neurobiología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Juriquilla, desarrolla líneas de investigación con base en el modelo “caminata aleatoria” (random walk), que propone que la actividad eléctrica de las neuronas de la corteza cerebral parietal refleja la acumulación gradual de información sensorial que se usa para generar decisiones tales como hacia dónde mover los ojos o cuál objeto tomar con la mano, entre otras.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el jefe del Departamento de Neurobiología del Desarrollo y Neurofisiología y responsable de este proyecto en la UNAM, Víctor Hugo de Lafuente Flores, aseguró que este modelo, desarrollado por el doctor Michael N. Shadlen, de la Universidad de Columbia en Estados Unidos, estudia los incrementos graduales en la frecuencia de disparo que se observan en las neuronas parietales mientras el cerebro obtiene información sensorial y planea ejecutar una decisión, lo que abre la puerta para conocer los algoritmos o la serie de pasos que siguen las neuronas en la toma cotidiana de decisiones.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo surge esta línea de investigación en el Instituto de Neurobiología de la UNAM?
Víctor Hugo de Lafuente Flores (VHLF): Una de las acciones que el ser humano lleva en la vida es la toma de decisiones, de las cuales hay muchos tipos como seleccionar qué se va a estudiar, con quién casarse, qué casa comprar, en fin, hay muchos tipos. Por eso es importante investigar sobre los mecanismos que se llevan a cabo, los algoritmos o la serie de pasos que ejecutan las neuronas para tomar una decisión.
| La publicación de los estudios del modelo “caminata aleatoria” (random walk), en la revista en línea Science, ha generado un debate científico de nivel internacional respecto a diferentes posturas sobre la actividad cerebral en la toma de decisiones, lo que, de acuerdo con el doctor Víctor Hugo de Lafuente Flores, ha enriquecido el conocimiento sobre este tema. |
Yo hice mi estancia posdoctoral en la Universidad de Seattle, Estados Unidos, con el investigador Michael N. Shadlen, y ahí tuve la oportunidad de estudiar estos mecanismos en la toma de decisiones. Lo que hacíamos era trabajar con monos Rhesus (Macaca mulatta), a los que les mostrábamos en una pantalla de computadora una serie de puntos que se movían a la izquierda y a la derecha para que el mono, después de ver el movimiento en la pantalla, dirigiera su mirada en alguna de esas dos direcciones; esa es la forma en que el mono respondía, es decir, nos comunicaba su decisión visualmente.
Es un estímulo muy sencillo, son puntos ubicados a la izquierda o a la derecha, pero tiene todos los componentes para que se tome una decisión. En este caso, el mono recibe información visual, la analiza y la transforma, de tal manera que puede decidir respecto a dónde dirigir su mirada.
La manipulación experimental clave es que la intensidad del movimiento en la pantalla es muy fuerte, son decisiones rápidas y muy precisas, lo que hacía que el mono no se equivocara en las decisiones, pero a veces el movimiento contiene mucho ruido —algo parecido a la estática de un televisor— lo que le dificultaba observar el estímulo y, por ende, la toma de decisiones.
AIC: ¿Cómo es el proceso experimental que llevan a cabo para esta investigación?
VHLF: En un tiempo cero, que es cuando inicia el estímulo, el mono empieza a ver el movimiento y la información sensorial es ruidosa; las neuronas responden al movimiento, pero con ruido, y cuando alcanzan un umbral el mono toma una decisión.
Es un modelo que se llama de “caminata aleatoria” porque tiene ruido, explica muchos tipos de decisiones, si lo que se quiere es tomar una decisión más precisa, se pone más arriba el umbral, de tal forma que la información tarde más tiempo en llegar, lo que implica un mayor análisis de información sensorial. De ahí que la base del proceso es cambiar la altura de los umbrales que son los que modifican el proceso de toma de decisiones.
AIC: ¿Qué tecnología se utiliza para hacer este tipo de estudios?
VHLF: Las neuronas se comunican unas con otras a través de un impulso eléctrico que se llama potencial de acción, entonces, cuando la neurona A le quiere hablar a la neurona B entre ellas hay un axón, que es una fibra muy delgada que comunica una neurona con otra. Lo que hacemos es poner un electrodo, un cable muy delgado cerca de la neurona que emite el mensaje, para que pueda registrar la chispa eléctrica del potencial de acción.
La neurona nos indica los puntos en movimiento, su patrón de disparo y los potenciales de acción que genera en un lapso de tiempo, con esto estudiamos las dinámicas de disparo de las neuronas en la corteza. Para saber dónde están viendo los monos tenemos un sistema de rastreo infrarrojo que se refleja en la retina, entonces con una cámara puedes medir ese reflejo infrarrojo y se puede saber exactamente qué parte de la pantalla están viendo los monos. Usamos también pantallas sensibles para que los monos las toquen, porque, en ocasiones, responden a los estímulos con la mano.
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Dr. Víctor Hugo de Lafuente Flores |
El objetivo último es entender cómo el cerebro toma decisiones, quisiéramos entender por qué algunos de nosotros tomamos decisiones rápidas y no precisas, por qué otras personas tardan más en tomar una decisión y la generan de manera más adecuada y, sobre todo, cómo modificar este balance entre qué tan rápido y qué tan precisas son las personas para generar una decisión; queremos saber cómo le hacen las neuronas y la idea es entender el mecanismo por el cual estas generan decisiones.
AIC: En ese sentido, ¿cuál sería la siguiente etapa en este tipo de estudios?
VHLF: Lo que queremos es diseñar una tarea conductual en la que los monos tarden mucho más tiempo en tomar decisiones, porque cuando los monos las toman rápidamente es muy difícil estudiar la actividad eléctrica; buscamos que esta tarea conductual haga que los monos tarden arriba de un segundo y poderlas estudiar de una manera más precisa.
También hay que invertir más tiempo en el entrenamiento de los monos, ponerles estímulos muy ambiguos y hacer que se equivoquen a pesar de que no les gusta. Eso es algo muy particular de los monos Rhesus, cuestionan el porqué su decisión es errónea, incluso hasta deducen que estás haciendo trampa. Cuando a estos monos les pones un estímulo muy difícil llegan a molestarse, se abstienen de responder, cruzan los brazos y no contestan.
AIC: ¿Esa es la razón por la que se trabaja con esta especie?
VHLF: Los monos Rhesus son los primates más adaptables y abundantes que hay en el planeta después de los seres humanos; tienen mucha inteligencia, aprenden cualquier tarea que se les enseñe, por eso es fácil trabajar con ellos. Son los monos del factor Rh positivo, de ahí su nombre, Rhesus.
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