Un modelo para definir la toma de decisiones cerebral

Una investigación catalana han diseñado un modelo matemático para intentar entender las bases neuronales de la percepción y de la toma de decisiones sencillas.

Isabel Gallardo Ponce. Madrid | igallardo@diariomedico.com | 06/02/2015 00:00

Dos grupos de investigación coordinados por Albert Compte y Jaime de la Rocha, del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (Idibaps), del Hospital Clínico de Barcelona, y con Klaus Wimmer como primer autor, han diseñado un modelo matemático para intentar entender las bases neuronales de la percepción y de la toma de decisiones sencillas; lo publican en Nature Communications.

"El modelo matemático trata de simular lo que ocurre en el cerebro encargada de procesar estímulos visuales y de tomar una decisión perceptual, basada en la visión", ha explicado De la Rocha a DM. El modelo trata de responder a la pregunta de "¿cómo el cerebro sin esfuerzo aparente es capaz de ver una imagen, que a veces puede ser borrosa, y reconocerla y clasificarla?", ha explicado De la Rocha. El modelo matemático confirma que la toma de deciones se basa en una conexión cíclica entre las neuronas sensoriales y las integradoras que realizan una especie de bucle (loop).

Así, la percepción no es sólo un análisis objetivo de los estímulos sensoriales sino que hay una parte interpretativa totalmente integrada con la representación del estímulo. Por tanto, "es imposible distinguir qué parte de la respuesta se debe al estímulo y a las conexiones top-down, que es lo que el cerebro decide estar viendo; parte de ello tiene que ver con experiencias pasadas. El modelo nos sirve para hacer una interpretación más correcta de la toma de decisiones", que se realiza en loop, en una conexión de ida y vuelta entre las áreas neuronales.

"Se trata de comprender algo tan fundamental en la función del cerebro como la toma de decisiones, y es que aún no entendermos cómo, basados en la evidencia sensorial, animales y humanos deciden su comportamiento". Según De la Rocha, quizá comprender la relación bidireccional de las neuronas permita entender las bases neuronales de la percepción y de la toma de decisiones sencillas. En cuanto a la toma de decisiones más compleja, "se cree que el mecanismo es el mismo: las neuronas acumulan evidencia en favor de una decisión u otra. Cuando hay suficiente evidencia se toma la decisión, que a su vez refuerza la evidencia acumulada".

Quizá "podría ayudarnos a entender cómo se toman las decisiones más complejas y quizá tenga que ver con habilidades cognitivas y los déficits cognitivos de ciertas patologías relacionadas con la toma de decisiones", aunque el equipo del Idibaps no está aplicando el modelo en el estudio de ningún caso clínico.

Estímulos visuales en monos

Para realizar el trabajo, el grupo del Idibaps utilizó las respuestas neuronales observadas en los experimentos clásicos realizados en monos desde los años noventa para estudiar la toma de decisiones sobre estímulos visuales. Los animales deben decididr si una imagen se mueve a la izquierda o a la derecha. De esta forma los investigadores optan por la teoría que indica que las neuronas se implican en dos tipos de áreas de la corteza cerebral: las áreas sensoriales, que hacen la foto de la imagen, y las áreas integradoras, que reciben la actividad de las neuronas visuales y categorizan la información.