Hace más de un siglo, Pavlov descubrió que los perros alimentados después de oír una campana con el tiempo comenzaban a salivar al oír ese mismo sonido. Ahora científicos de la Johns Hopkins University han demostrado el proceso cerebral del aprendizaje a nivel neuronal.
“Si está tratando de enseñar a un perro a sentarse, los estímulos neurales iniciales son casi instantáneos, duran tanto como la palabra siéntate. Esto sucede antes de que la recompensa llegue. Así que, ¿cómo vincula el cerebro una orden que dura una fracción de segundo con una recompensa que no llega hasta mucho más tarde?”, dijo Alfredo Kirkwood, responsable de la investigación
Para determinarlo, los investigadores validaron que existen unos casi invisibles “rastros de elegibilidad” etiquetados de manera efectiva en las sinapsis o conexiones neuronales, que los estímulos activan. Estos rastros serían los pilares del verdadero aprendizaje, y estarían vinculados con la recepción de una recompensa.
En el caso de un perro que aprende a sentarse, cuando el perro recibe una golosina o una recompensa, esos “rastros de elegibilidad” serían unos neuromoduladores, como la dopamina que inundan el cerebro del perro con “buenas sensaciones” al oír la orden correspondiente.
Células aisladas en la corteza visual de un ratón.
Así, aunque haga tiempo que el cerebro ha procesado la orden de sentarse, los rastros de elegibilidad responden a los neuromoduladores, lo que provoca un cambio sináptico duradero en el cerebro.
En el estudio los científicos aislaron de células en la corteza visual de un ratón para estimular el axón de una neurona con un impulso eléctrico, lo que provocó una respuesta en otra célula. Al hacer esto en varias ocasiones, imitaban la respuesta sináptica entre dos células, que es lo que procesa un estímulo y crea un rastro de elegibilidad.
Cuando, más tarde, inundaron las células con neuromoduladores, simulando la llegada de una recompensa demorada, la respuesta entre las células se fortaleció o se debilitó, mostrando que las neuronas habían “aprendido”.
“Esta es la base de la manera de aprender las cosas a través de la recompensa”, dice Kirkwood, “un aspecto fundamental de aprendizaje”. Además de una mayor comprensión de la mecánica de aprendizaje, estos hallazgos podrían mejorar los métodos de enseñanza y conducir a tratamientos para los problemas cognitivos.
Referencia: Johns Hopkins