Entornos «activos»: el papel del cuerpo estriado en la selección visual
Los seres humanos reciben un bombardeo de estímulos sensoriales. Las personas deben priorizar los estímulos externos, asignar los limitados recursos de procesamiento a la información conductualmente relevante y tomar decisiones sobre las acciones que van a realizar. Aunque los científicos saben que ciertas regiones corticales son clave para la representación de la información visual, no está claro qué áreas el encéfalo codifican las predicciones y cómo estas influyen en la selección visual. Con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA), el equipo del proyecto STRIAVISE, coordinado por la Universidad de Birmingham, abordó estas cuestiones no resueltas a través de la psicofísica, imágenes encefálicas y modelización.
La hipótesis del cuerpo estriado: predicción, toma de decisiones y selección visual
El cuerpo estriado densamente interconectado es, con diferencia, la mayor estructura subcortical del encéfalo de los mamíferos. Recibe los aportes de las estructuras corticales que respaldan la atención visual, envía las respuestas a las estructuras subcorticales necesarias para generar el movimiento voluntario y se comunica indirectamente con la corteza. Numerosas investigaciones han señalado el papel del cuerpo estriado en la predicción de resultados futuros y en el movimiento y las recompensas, como la toma de decisiones y los movimientos dirigidos a un objetivo. Por lo tanto, el cuerpo estriado puede ser un excelente sustrato neuronal para integrar las predicciones y mediar en la atención visual.
Interacciones córticoestriatales y fuentes de información en contrapuestas
El equipo de STRIAVISE se interesó por el papel del cuerpo estriado cuando hay fuentes de información contrapuestas y que requieren decisiones sobre la asignación de la atención. A fin de responder a esta cuestión, Kelly Garner, beneficiaria de una beca MSCA para STRIAVISE que ahora trabaja en la Universidad de Queensland, utilizó los datos obtenidos de un estudio de imágenes encefálicas a gran escala y de la modelización causal dinámica, un método que se ha utilizado satisfactoriamente para calcular el acoplamiento entre regiones encefálicas a partir de datos de imágenes encefálicas funcionales. «Descubrimos que, cuando las personas tenían que atender a fuentes de información contrapuestas, el cuerpo estriado ‟aceleraba” la frecuencia de comunicación con ea corteza. En otras palabras, para llevar a cabo varias tareas, es necesario que se transmita más información a través de los circuitos en un tiempo determinado», explica Garner.
Mecanismos neuronales de predicción: certeza espacial frente a valor de incentivo
La información que compite por la atención visual del encéfalo puede priorizarse de dos maneras: a través de la certeza espacial de los estímulos o de su valor de incentivo. La primera da más importancia a los estímulos visuales con una mayor expectativa de aparición en determinados lugares. La segunda da más importancia a los estímulos asociados a una mayor recompensa. Los científicos saben que el encéfalo crea un mapa espacial de su entorno. La creencia convencional era que las expectativas y las recompensas se codificaban en el mismo mapa para guiar la atención visual. «Demostramos que las predicciones sobre el espacio se codifican en el mapa y guían la atención visual de forma preventiva. Sin embargo, y por casualidad, descubrimos que las predicciones sobre las recompensas parecen codificarse en una señal de tipo ‟remordimiento”: puede que nos estén ayudando a revisar nuestro foco de atención para orientarlo hacia algo más gratificante cuando nuestra primera elección no sale demasiado bien», explica Garner. Esto sugiere que las expectativas y las recompensas actúan de forma independiente para guiar la selección visual y pueden codificarse en sustratos neuronales diferentes. Los resultados de Garner también demostraron que el encéfalo normaliza todas las diferentes señales de motivación disponibles en el entorno para determinar el sesgo que debe asignarse a cada lugar. Garner concluye: «STRIAVISE ha ampliado nuestra forma de pensar sobre los sistemas de atención visual del encéfalo. Las pruebas sugieren que debemos tener en cuenta la forma en que el cuerpo estriado se comunica con la corteza en condiciones difíciles, como la de priorizar múltiples fuentes de información visual contrapuestas». La atención continuada de Garner a esta cuestión promete cosechar grandes recompensas.
Palabras clave
STRIAVISE, cuerpo estriado, atención, predicción, recompensa, selección visual, expectativa, valor de incentivo, certeza espacial, modelización causal dinámica
