El escritor científico Kevin Hartnett nos dice que, basándose en experimentos con ratones, el cerebro agudiza el control de maniobras precisas mediante el uso de comparaciones entre señales de control en lugar de las señales mismas:
[La investigación] explora una pregunta simple: ¿Cómo funciona el cerebro, en ratones, humanos y otros mamíferos, lo suficientemente rápido como para detenernos en un momento? El nuevo trabajo revela que el cerebro no está conectado para transmitir un comando agudo de «alto» de la manera más directa o intuitiva. En cambio, emplea un sistema de señalización más complicado basado en principios de cálculo. Este arreglo puede parecer demasiado complicado, pero es una forma sorprendentemente inteligente de controlar comportamientos que deben ser más precisos de lo que pueden ser los comandos del cerebro.
KEVIN HARTNETT, “EL CEREBRO UTILIZA EL CÁLCULO PARA CONTROLAR LOS MOVIMIENTOS RÁPIDOS” EN LA REVISTA QUANTA (28 DE NOVIEMBRE DE 2022) EL DOCUMENTO ES DE ACCESO ABIERTO.
Los investigadores observaron, a través de neuroimágenes y matemáticas, que una simple señal de »alto» en el cerebro no permitiría que el ratón se detuviera tan rápido como de hecho lo hizo. También tenía que haber otro sistema de señalización en el cerebro. Así que decidieron echarle un vistazo más de cerca.
Entre la corteza donde se originan los objetivos y la [región locomotora mesencefálica] MLR que controla la locomoción se encuentra otra región, el núcleo subtalámico (STN). Ya se sabía que el STN se conecta al MLR por dos vías: una envía señales excitatorias y la otra envía señales inhibitorias. Los investigadores se dieron cuenta de que el MLR responde a la interacción entre las dos señales en lugar de depender de la fuerza de cualquiera de ellas.
KEVIN HARTNETT, “EL CEREBRO UTILIZA EL CÁLCULO PARA CONTROLAR LOS MOVIMIENTOS RÁPIDOS” EN LA REVISTA QUAANTA (28 DE NOVIEMBRE DE 2022).
El MLR presta más atención a la diferencia entre las dos señales que a las señales mismas. ¡Una diferencia mayor significa un cambio más rápido y un comando más rápido para detenerse!
Los investigadores proyectaron el mecanismo de parada en términos de dos funciones básicas de cálculo: integración, que mide el área bajo una curva, y derivación, que calcula la pendiente en un punto de una curva.
Si la detención dependiera solo de la cantidad de señal de detención que recibió el MLR, entonces podría considerarse como una forma de integración; la cantidad de la señal sería lo que importaba. Pero no lo hace porque la integración por sí sola no es suficiente para un control rápido. En cambio, el MLR acumula la diferencia entre las dos señales oportunas, lo que refleja la forma en que se calcula una derivada: tomando la diferencia entre dos valores infinitesimalmente cercanos para calcular la pendiente de una curva en un punto. La dinámica rápida de la derivada cancela la dinámica lenta de la integración y permite una parada rápida.
KEVIN HARTNETT, “EL CEREBRO UTILIZA EL CÁLCULO PARA CONTROLAR LOS MOVIMIENTOS RÁPIDOS” EN LA REVISTA QUAANTA (28 DE NOVIEMBRE DE 2022).
Entonces, los ratones no pueden hacer cálculos, pero sus cerebros sí. Suponiendo que el cerebro humano funciona de manera similar al cerebro del ratón cuando se trata de paradas repentinas, entonces, si los investigadores están en lo correcto, nuestros cerebros también hacen cálculos, incluso si, a pesar de aplicarnos personalmente, nuestras mentes no tienen mucho éxito en eso.
El neurocientífico Sridevi Sarma, que no participó en el artículo, señala que «te permite anticipar y predecir». Si debemos detenernos repentinamente, puede ser más útil saber qué tan rápido estamos acelerando o desacelerando que saber qué tan rápido vamos. El cálculo del cerebro nos da esa herramienta.
Artículo publicado en inglés por Evolution News & Science Today
