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| El cerebro usa "ruido" en el proceso de aprendizaje | |||||
En experimentos con monos, un equipo de investigadores ha descubierto que las actividades neuronales en el cerebro cambian gradualmente, incluso cuando no se esté aprendiendo nada nuevo. Los autores de este estudio creen que los resultados del mismo apuntan hacia una nueva teoría de cómo el cerebro aprende. (NC&T) "Lo que más nos ha sorprendido es que la representación neuronal del movimiento cambia incluso cuando el comportamiento no parece estar haciéndolo en absoluto", destaca Sebastian Seung, profesor de física y de neurociencia computacional en el MIT, y también investigador en el Instituto Médico Howard Hughes. "Hay un asombroso grado de inestabilidad en la representación del mundo que hace el cerebro". En un trabajo anterior, Emilio Bizzi, investigador del MIT, y sus colegas, midieron actividades neuronales en la corteza motora mientras los monos manipulaban un asa con el fin de mover un cursor hacia objetivos en una pantalla. En los experimentos de control, los monos tenían que mover el cursor hacia los objetivos del mismo modo en el que se les había entrenado. En los experimentos de aprendizaje, los monos tenían que adaptar sus movimientos de un modo que les permitiera compensar nuevas fuerzas aplicadas al asa. Los científicos constataron que incluso cuando los monos estaban realizando la tarea familiar de control, sus actividades neuronales cambiaban gradualmente en el transcurso de la sesión. Con el fin de explorar la relevancia de estos cambios de fondo, Uri Rokni analizó los datos procedentes del componente de aprendizaje de los experimentos de Bizzi. Constató que podía distinguir los cambios neuronales vinculados al aprendizaje, de los cambios neuronales de fondo que se producían durante los experimentos de control. A partir de este análisis, Rokni desarrolló una teoría de trabajo en la que combinó los conceptos de una red neuronal redundante y el de un cerebro "ruidoso". "Una buena analogía de la circuitería redundante, que logra el mismo comportamiento a través de distintas configuraciones de cableado, sería la de un texto en el cual es posible decir lo mismo usando diferentes palabras", explica Rokni. Esa hipótesis propone que el cerebro en plena labor de aprendizaje usa lo que se podría definir como una "señal de aprendizaje" y el "ruido" inherente a tal proceso de aprendizaje. En esa analogía, al producir una cadena específica de texto, el ruido cambia al azar las palabras, mientras la señal de aprendizaje continuamente corrige el texto para hacer que su significado siga siendo el mismo. La señal de aprendizaje sólo se ocupa del significado, no de la redacción precisa. Cuando la señal de aprendizaje y el ruido trabajan juntos, el texto cambia pero el significado sigue siendo el mismo. Los investigadores creen que el ruido no es una mera molestia que entorpece la labor de la señal de aprendizaje, sino que en realidad está ayudando a la señal de aprendizaje a explorar nuevas posibilidades que de otro modo no consideraría. Para poner a prueba esta idea, Rokni construyó un modelo matemático de la red cortical redundante que controla el movimiento, y la utilizó para simular el experimento de aprendizaje hecho con los monos. En este modelo, el aprendizaje de las conexiones entre neuronas fue asumido como un proceso considerablemente ruidoso. Cuando los investigadores ejecutaron la simulación durante un tiempo lo bastante largo, la eficacia de los monos virtuales llegó a ser buena, pero la representación neuronal seguía cambiando, de una manera muy similar a la registrada en los experimentos. | |||||
Jueves, 05 Julio, 2007 - 06:14 | |||||
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