"Neuronas matemáticas" identificadas en el cerebro
Al realizar cálculos, algunas neuronas se activan al sumar, otras al restar
El cerebro tiene neuronas que se disparan específicamente durante ciertas operaciones matemáticas. Así lo demuestra un reciente estudio realizado por las universidades de Tubinga y Bonn. Los resultados indican que algunas de las neuronas detectadas se activan exclusivamente durante las sumas, mientras que otras lo hacen durante las restas. No les importa si la instrucción de cálculo se escribe como una palabra o un símbolo. Los resultados se han publicado en la revista Current Biology.
Algunas neuronas del cerebro - se activan específicamente en las tareas de adición, otras en las de sustracción.
© Photo: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/University of Bonn
La mayoría de los niños de primaria probablemente ya saben que tres manzanas más dos manzanas suman cinco manzanas. Sin embargo, aún se desconoce en gran medida lo que ocurre en el cerebro durante estos cálculos. El presente estudio de las universidades de Bonn y Tubinga arroja ahora luz sobre esta cuestión.
Los investigadores se beneficiaron de una característica especial del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn. Está especializado en intervenciones quirúrgicas en el cerebro de personas con epilepsia. En algunos pacientes, los ataques se originan siempre en la misma zona del cerebro. Para localizar con precisión esta zona defectuosa, los médicos implantan varios electrodos en los pacientes. Las sondas permiten determinar con precisión el origen del espasmo. Además, se puede medir la actividad de las neuronas individuales a través del cableado.
Algunas neuronas se disparan sólo cuando se suman
En el estudio actual participaron cinco mujeres y cuatro hombres. Se les implantaron electrodos en el llamado lóbulo temporal del cerebro para registrar la actividad de las células nerviosas. Mientras tanto, los participantes tenían que realizar tareas aritméticas sencillas. "Descubrimos que se disparaban neuronas diferentes durante las sumas que durante las restas", explica el profesor Florian Mormann, del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn.
No se trataba de que algunas neuronas respondieran sólo a un signo "+" y otras sólo a un signo "-": "Incluso cuando sustituimos los símbolos matemáticos por palabras, el efecto siguió siendo el mismo", explica Esther Kutter, que está haciendo su doctorado en el grupo de investigación del profesor Mormann. "Por ejemplo, cuando se pidió a los sujetos que calcularan '5 y 3', sus neuronas de adición entraron en acción; mientras que para '7 menos 4', lo hicieron sus neuronas de sustracción".
Esto demuestra que las células descubiertas codifican realmente una instrucción matemática para la acción. Así, la actividad cerebral mostraba con gran precisión qué tipo de tareas estaban calculando los sujetos de la prueba: Los investigadores introdujeron los patrones de actividad de las células en un programa informático de autoaprendizaje. Al mismo tiempo, indicaron al software si los sujetos estaban calculando una suma o una diferencia. Cuando el algoritmo se enfrentó a nuevos datos de actividad después de esta fase de entrenamiento, fue capaz de identificar con precisión durante qué operación computacional se había registrado.
El profesor Andreas Nieder, de la Universidad de Tubinga, supervisó el estudio junto con el profesor Mormann. "Sabemos por experimentos con monos que en sus cerebros también existen neuronas específicas para determinadas reglas computacionales", afirma. "En los humanos, sin embargo, apenas hay datos al respecto". Durante su análisis, los dos grupos de trabajo se encontraron con un fenómeno interesante: Una de las regiones cerebrales estudiadas fue la llamada corteza parahipocampal. También allí los investigadores encontraron células nerviosas que se disparaban específicamente durante la suma o la resta. Sin embargo, al sumar, diferentes neuronas de adición se activaban alternativamente durante una misma tarea aritmética. En sentido figurado, es como si la tecla más de la calculadora cambiara constantemente de ubicación. Lo mismo ocurría con la sustracción. Los investigadores también se refieren a esto como "codificación dinámica".
"Este estudio supone un paso importante hacia una mejor comprensión de una de nuestras capacidades simbólicas más importantes, el cálculo con números", subraya Mormann. Los dos equipos de Bonn y Tubinga quieren ahora investigar qué papel desempeñan exactamente las células nerviosas encontradas en este sentido.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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