El aprendizaje desde una perspectiva cerebral
El prosencéfalo basal —un grupo de estructuras situadas cerca de la parte inferior frontal del cerebro— es un elemento esencial de las funciones cognitivas como la atención o el aprendizaje. No obstante, los científicos no saben con certeza cómo lleva a cabo dichas funciones. Ello se debe principalmente a la dificultad que entraña la diferenciación entre las señales procedentes de uno u otro tipo de células ubicadas en dicha región del cerebro. Para dar solución a este problema, los artífices del proyecto financiado con fondos europeos NBATTENTION (The role of the basal forebrain in attention and learning) idearon un sistema que permite identificar y registrar señales de distintas neuronas del prosencéfalo basal. A tal fin, utilizaron técnicas innovadoras y las adaptaron para poder estudiar las neuronas que utilizan los ratones cuando realizan determinadas tareas cognitivas. Para llevar a cabo estas funciones, las neuronas liberan distintos tipos de sustancias químicas que actúan como mensajeras, denominadas neurotransmisores. Estas pueden excitar o estimular al cerebro o inhibirlo —esto es, calmarlo, relajarlo— o bien modular el modo en que otras estructuras cerebrales procesan la información. El equipo de NBATTENTION empleó una novedosa técnica denominada marcado optogenético, que utiliza la luz para manipular y registrar señales procedentes de distintas neuronas del prosencéfalo basal de ratones sin alteraciones conductuales. Más específicamente, registraron la respuesta de diferentes tipos de neuronas cuando los ratones debían realizar tareas que requerían atención y aprendizaje. De sus hallazgos se desprende que las neuronas moduladoras se activan inmediatamente ante un estímulo de recompensa o castigo, especialmente cuando este es inesperado. Dado que su reacción depende del grado de imprevisibilidad, estas neuronas podrían ser las responsables de los procesos de aprendizaje por refuerzo basado en el factor sorpresa. Se trataría pues de un importante mecanismo de supervivencia que permite al individuo repetir o evitar un comportamiento dado en virtud de una experiencia anterior impredecible. Por el contrario, las neuronas inhibidoras se activan ante estímulos positivos o negativos predecibles, y lo hacen de forma más constante. Ello parece indicar que las neuronas moduladoras del prosencéfalo basal controlan el aprendizaje activando rápidamente la corteza cerebral después de recibir retroalimentación conductual. Sin embargo, no corroboran la tesis de que el sistema nervioso modulador participe en comportamientos que requieran atención sostenida, como mantenerse en estado de alerta y de concentración. Dado que las neuronas moduladoras del prosencéfalo basal guardan relación con trastornos cognitivos como el Alzheimer o el Parkinson, los resultados de NBATTENTION podrían aportar mejoras sustanciales al diagnóstico y tratamiento de dichas enfermedades.
Palabras clave
Atención sostenida, aprendizaje, neuronas, prosencéfalo basal, NBATTENTION, trastornos cognitivos
