Como las celulas del cerebro filtra informacion en grupos
Cuando percibimos el mundo que nos rodea, ciertos objetos parecen ser más notables que otros, según lo que hagamos. Por ejemplo, cuando vemos una montaña cubierta de bosques desde una distancia, el bosque parece una gran alfombra verde
Durante décadas, los científicos que estudian el sistema visual pensaron que las células individuales del cerebro, llamadas neuronas , funcionan como filtros. Algunas neuronas preferirían detalles gruesos de la escena visual e ignorar los detalles finos, mientras que otras harían lo contrario. Se pensaba que cada neurona hacía su propio filtrado.
Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto Salk cuestiona este punto de vista. El estudio reveló que las mismas neuronas que prefieren detalles gruesos podrían cambiar para preferir detalles más finos en diferentes condiciones. El trabajo, que apareció en la revista Neuron el 31 de diciembre de 2018, podría ayudar a comprender mejor los mecanismos neuronales que dan forma a nuestras percepciones del mundo.
"Intentamos mirar debajo del capó y descubrir cómo funcionan estos filtros", dice el profesor Thomas Albright, director del Centro de Neurobiología de la Visión de Salk y autor principal del estudio.
"Se pensaba que la selectividad de las neuronas era estable, pero nuestro trabajo ha demostrado que las propiedades de filtrado de las neuronas son mucho más flexibles de lo que se pensaba anteriormente", agrega el primer autor del estudio, Ambarish Pawar, un investigador postdoctoral en Salk.
El equipo se centró en las neuronas de la corteza visual en un modelo animal . Se mostró a los animales patrones ópticos en los que los investigadores variaron el contraste entre las áreas oscuras y claras y midieron las preferencias de las neuronas a los detalles gruesos y finos. El objetivo era ver cómo las neuronas procesan estos patrones, específicamente en el área temporal media del cerebro dentro de la corteza visual. Los científicos esperaban encontrar que las neuronas estaban estrictamente "sintonizadas" para percibir detalles gruesos o finos, pero no ambos. Lo que encontraron, en cambio, es que una neurona individual podría filtrar detalles finos y gruesos, según el contraste del patrón.
Al medir las velocidades de disparo de múltiples neuronas activadas por los estímulos ópticos, los investigadores demostraron que esa flexibilidad era más probable si redes completas de neuronas actuaban como filtros en lugar de neuronas individuales.
"Nuestros resultados sugieren que la descripción previamente común de neuronas individuales como filtros era incorrecta", dice Sergei Gepshtein, un científico del Centro de Neurobiología de la Visión en Salk y coautor del nuevo estudio.
"La preferencia de las neuronas puede cambiar debido a un cambio en el equilibrio de señales positivas (excitatorias) y señales negativas (inhibitorias) por las cuales las neuronas se comunican en la red ", agrega Pawar.
Los investigadores demostraron que asociarse a redes de neuronas dotadas de una gran cantidad de flexibilidad en sus preferencias podría adaptarse fácilmente y ajustar el cerebro a las condiciones cambiantes, del mismo modo que puede sintonizar una radio para obtener una buena recepción mientras conduce.
"Hemos descubierto una nueva dimensión de adaptabilidad de las redes corticales", dice Gepshtein. "Nuestros resultados dejaron en claro que para entender esa adaptabilidad tenemos que repensar qué son las unidades de computación del cerebro. Es el equipo de neuronas conectadas, la red neuronal maleable, que es más adecuada como una unidad de este tipo que como una neurona individual. "
"Este hallazgo inesperado podría ayudarnos a arrojar luz sobre los mecanismos neuronales que subyacen a la enorme capacidad de adaptación de los cerebros a un entorno en constante cambio", dice Pawar.
Albright agrega que "aunque el estudio se centró en el sistema visual , es probable que esta misma calidad flexible de las redes neuronales sea válida para otras partes del cerebro".
Ahora que han visto las redes neuronales adaptables en acción, los investigadores planean estudiar cómo los cambios en estas redes afectan el comportamiento.
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