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Nuevos carriles del estudio cómo el cerebro gira entradas sensoriales simples en categorías significativas

Aquí está la neurología de un plátano descuidado (y de muchas otras cosas en vida de cada día): siempre que usted observe su color - póngase verde en el almacén, después el amarillo, y broncee eventual en su encimera - su mente la categoriza como inmadura, madura, y después deterioró. Un nuevo estudio que rastreó cómo el cerebro gira entradas sensoriales simples, tales como “verde,” en categorías significativas, tales como “inmaduro,” muestra que la información sigue una progresión con muchas regiones de la corteza, y no exactamente en la manera que muchos neurólogos predirían.

El estudio llevado por los investigadores en el instituto de Picower del MIT para aprender y la memoria mina la creencia clásica que separan papeles distintos del juego de las regiones corticales. En lugar, mientras que los animales en el laboratorio refinaron lo que vieron hacia abajo a una comprensión del específico relevante al comportamiento, a las neuronas en cada uno de seis regiones corticales operadas a lo largo de una serie continua entre el tramitación sensorial y a la clasificación. Para ser las configuraciones seguras, generales eran evidentes para cada región, pero la actividad se asoció a la clasificación fue compartida asombrosamente extensamente, dijo a los autores del estudio publicado en los procedimientos de la National Academy of Sciences.

“La corteza no es modular,” dijo al conde Miller, profesor de Picower de la neurología en el departamento del cerebro y de ciencias cognitivas en el MIT. “Diversas piezas de la corteza acentúan diversas cosas y hacen diversos tipos de tramitación, pero es más de una cuestión de énfasis. Es una mezcla y una transición de uno a otro. Esto extiende hasta una cognición más alta.”

El estudio no sólo refina la comprensión de los neurólogos de una capacidad de la base de la cognición, también podría informar a la comprensión del psiquiatra los desordenes en los cuales los juicios de la clasificación son anormales, por ejemplo desordenes del espectro de la esquizofrenia y del autismo, los autores dijeron.

Scott Brincat, científico de la investigación en el laboratorio de Picower de Miller, y Markus Siegel, investigador principal en la universidad de Tübingen en Alemania, es los autores del co-guía del estudio. El postdoc Constantino von Nicolás de Tübingen es co-autor.

De ver al juicio

En la investigación, los animales jugaron a un juego simple. Les presentaron con las formas que las contaron para juzgar qué vino después - un color rojo o verde, o los puntos que se mueven en una dirección ascendente o hacia abajo. De acuerdo con la señal de entrada inicial de la forma, los animales aprendieron echar un vistazo a la izquierda para indicar el movimiento verde o ascendente, o derecho indicar rojo o hacia abajo.

Mientras tanto los investigadores escuchaban detras de las puertas en la actividad de centenares de neuronas en seis regiones a través de la corteza: campos intraparietal, frontales inferotemporal, laterales (PIT) prefrontales (PFC (LIP)), posteriores del aro (FEF), y TA y V4 de las áreas visuales. Las personas analizaban los datos, rastreando la actividad de cada neurona a lo largo del juego para determinar cuánto participó en sensorial comparado con trabajo categórico, explicando la posibilidad que muchas neuronas pudieron hacer bien por lo menos un poco de ambos. Primero refinaron su análisis en una simulación por ordenador, y en seguida lo aplicaron a los datos de los nervios reales.

Encontraron que mientras que ocurría el tramitación sensorial en gran parte donde la neurología clásica prediría, lo más pesado posible en la TA y V4, clasificación fue distribuido asombrosamente. Como se esperaba el PFC llevó la manera, pero FEF, el LABIO y el HUECO mostraron a menudo actividad sustancial de la clasificación, también.

“Nuestras conclusión sugieren que, aunque las regiones del cerebro se especialicen ciertamente, compartan mucha información y semejanzas funcionales,” a Siegel dijeron. “Así, nuestros resultados sugieren que el cerebro sea pensado en como red altamente conectada de nodos relacionados habladores, bastante que como equipo de los módulos sumamente especializados que solamente escaso información de la mano-lejos el uno al otro.”

Las configuraciones de la actividad sensorial y de la clasificación relativa variada por tarea, también. Sorprenderían a pocos neurólogos que las células V4 eran determinado activas para la sensación del color mientras que las células de la TA eran activas para detectar el movimiento, pero quizás más interesante, las señales de la categoría eran más dispersas. Por ejemplo, la mayor parte de las áreas estuvieron implicadas hacia adentro en la clasificación de color, incluyendo esos tradicionales probablemente especializados para el movimiento.

Los científicos también observaron otra configuración dominante. En su análisis podrían discernir la dimensionalidad de la información que las neuronas tramitaban, y encontraron que la tratamiento de la información sensorial era altamente multidimensional (es decir como si en vista de muchos diversos detalles de la entrada visual), mientras que la actividad de la clasificación implicó foco mucho mayor (es decir como si apenas juzgue “hacia arriba” o “hacia abajo”).

Cognición en la corteza

La distribución amplia de la actividad relacionada con la clasificación, Miller especuló, pudo ser un signo que cuando el cerebro tiene una meta (en este caso categorizar), que necesita ser representado ampliamente, incluso si el PFC pudo ser donde se hace el juicio. Está un poco como hacia adentro un asunto donde todo el mundo del CEO hacia abajo a los trabajadores en la ventaja del suelo de la fabricación de entender el punto de la empresa en hacer su trabajo.

Miller también dijo que el estudio amplía algunos resultados anteriores de su laboratorio. En un estudio anterior él mostró que las neuronas de PFC podían conducto la tratamiento de la información alto-multidimensional, mientras que en este estudio fueron centradas en gran parte en apenas una dimensión. La síntesis de las dos líneas de las pruebas puede ser que las neuronas de PFC pueden acomodar cualquier grado de dimensionalidad requiere perseguir una meta. Son versátiles en cómo es versátil deben ser.

Permita todo este sumidero hacia adentro, la próxima vez que usted considera la madurez de un plátano o cualquier otra hora usted tiene que extraer el significado algo que usted percibe.