La neurociencia desentraña el pensamiento complejo

La neurociencia desentraña el pensamiento complejo


septiembre 8, 2011 por maestroviejo





Científicos consiguen establecer
por vez primera una relación entre las imágenes de la actividad neuronal
del cerebro humano y determinados conceptos





Investigadores de la Universidad de
Princeton, en Estados Unidos, han establecido por vez primera una
relación entre las imágenes de la actividad neuronal del cerebro humano y
determinadas categorías y conceptos, y han conseguido predecir los
temas en los que pensaban algunas personas, a partir sólo de imágenes de
la actividad cerebral registradas con tecnología fMRI. Este método
servirá para aprender más sobre la manera en que los conceptos son
representados a nivel neuronal, sobre cómo las ideas se relacionan unas
con otras, y sobre cómo éstas son activadas, explican los autores del
estudio. A largo plazo, podría permitir hablar a personas incapaces de
comunicarse por problemas físicos, a través de la traducción de su
actividad cerebral. Por Yaiza Martínez.

Los investigadores de Princeton desarrollaron un método de
codificación en colores para determinar la probabilidad de que varias
palabras fueran relacionadas con un objeto pensado por una persona
durante un escáner cerebral. Fuente: Universidad de Princeton.


En un esfuerzo por comprender qué sucede en el cerebro cuando una
persona lee o reflexiona sobre ideas abstractas, como el amor o la
justicia, un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton,
en Estados Unidos, ha establecido por vez primera una relación entre
las imágenes de la actividad cerebral humana y determinadas categorías y
conceptos.
Según se explica en un comunicado
emitido por la Universidad de Princeton, los científicos usaron la
tecnología de exploración de resonancia magnética funcional o fMRI
para identificar las áreas del cerebro que se activaban cuando los
participantes en el estudio pensaban en objetos físicos, como una
zanahoria, un caballo o una casa.

Después, los investigadores generaron una lista de temas o categorías
vinculadas a dichos objetos, y usaron las imágenes de fMRI para
determinar cómo la actividad neuronal relacionaba los temas o categorías
con esos mismos objetos.

Finalmente, fueron capaces de predecir, a partir de las imágenes de
fMRI, los temas o categorías en las que los participantes estaban
pensando, aunque no consiguieron “adivinar” objetos específicos en los
que habían pensado los voluntarios.

Traducción de patrones neuronales

Dado que, independientemente de lo que pase por la mente de una
persona (no sólo temas o conceptos, sino también emociones, planes,
etc.) todo queda reflejado en los patrones de actividad neuronal de su
cerebro, dichos patrones deberían poder ser traducidos a palabras,
explica Matthew Botvinick, autor senior de la investigación y profesor del departamento de psicología de la Universidad de Princeton y del Instituto Princeton de Neurociencia.

Según Botvinick, el objetivo a largo plazo del presente estudio
sería, por tanto, que se pudieran llegar a verbalizar objetos, pero
también personas, acciones y conceptos abstractos a partir de dichos
patrones.
De conseguirse algún día este objetivo, el método podría permitir hablar
a personas que no pueden comunicarse por determinados problemas
físicos, a través de la traducción de su actividad cerebral.

A corto plazo, señala el investigador, el método desarrollado servirá
“para aprender más sobre la manera en que los conceptos son
representados a nivel neuronal, sobre cómo las ideas se relacionan unas
con otras, y sobre cómo éstas son activadas”.

Seguir a las palabras

El estudio de Botvinick, en el que también participaron los investigadores Francisco Pereira y Greg Detre,
se ha basado en investigaciones realizadas en la última década, en las
que fueron registrados con fMRI patrones de actividad cerebral, para
reconstruir a partir de ellos las imágenes vistas por participantes
durante los escáneres de sus cerebros.











Matthew Botvinick. Fuente: Universidad de Princeton.


En este caso, los científicos lo que
han hecho ha sido analizar la actividad neuronal vinculada a palabras y
listas de palabras, a su vez relacionadas con determinados objetos
pensados inicialmente por los participantes.
Según los investigadores, estas asociaciones de palabras pueden ser
consideradas como “hilos semánticos”, dado que la gente piensa en
objetos y conceptos alejados, que sin embargo se relacionan de alguna
manera.

Pereira afirma que en el cerebro “tienen lugar procesos múltiples al
mismo tiempo. Si una persona piensa sobre una mesa, un montón de
palabras relacionadas con ese concepto le vendrán entonces a la mente.
Si queremos comprender qué ocurre en la mente de una persona cuando
piensa en algo concreto, debemos seguir esas palabras”.

Codificaciones en color

Para llevar a cabo su análisis, los investigadores de la Universidad
de Princeton desarrollaron un método para determinar la probabilidad de
que varias palabras fueran relacionadas con un objeto específico.

Concretamente, produjeron codificaciones por colores que ilustraban
la probabilidad de que palabras contenidas en artículos de Wikipedia,
sobre un objeto considerado por los participantes durante la prueba,
fueran relacionadas realmente por los voluntarios con dicho objeto.

Así, cuanto más roja era una palabra, mayor era la probabilidad de
que los participantes asociaran las palabras al objeto observado. Si las
palabras eran negras o grises, se consideraba que no tenían una
relación específica con dicho objeto.

Por otro lado, Pereira y Detre elaboraron una lista de temas con los
que categorizar los datos de la fMRI. Para ello, usaron un programa
computacional destinado a condensar todos los temas aparecidos en un
total de 3.500 artículos de la enciclopedia online Wikipedia. En total,
el programa estableció 40 categorías (como aviación, medicamentos,
animales, maquinaria, etc.) con los que los artículos podían
relacionarse.

Por último, se realizó por ordenador una base de datos de temas y
palabras relacionadas con esos temas, para que un programa informático
discerniera los posibles hilos semánticos, de una manera no controlada
por los investigadores. Esta base de datos permitió a los investigadores
organizar objetivamente las imágenes de la fMRI por materias.

Resultados obtenidos

Con este sistema, los investigadores lograron, por ejemplo,
determinar la respuesta neuronal generada por la idea de “mueble”, a
partir de patrones de actividad neuronal comunes registrados por la fMRI
cuando los participantes habían pensado en objetos como “mesa”,
“silla”, “cama” o “escritorio”.

Para asegurarse de la exactitud de sus mediciones, además, los
científicos realizaron una comparación de 60 imágenes de fMRI. Sin saber
los objetos o categorías con los que cada imagen estaba relacionada,
Pereira y sus colaboradores fueron capaces de predecir el conjunto de
palabras vinculado a cada patrón de actividad neuronal captado.

Es decir, que los científicos pudieron determinar, sólo a partir de
las imágenes de actividad neuronal, los conceptos generales en los que
estaba pensando cada persona, aunque no los objetos específicos
vinculados a dicho concepto, reconoce Pereira.

Según el investigador, “esencialmente, lo que hemos hallado es una
forma de identificar contenidos mentales generales, a través de textos
relacionados con ellos. Ahora, tendremos que expandir esta capacidad
para intentar describir pensamientos”. Los resultados del presente
estudio han aparecido publicados en la revista Frontiers in Human Neuroscience.

http://www.tendencias21.net/La-neurociencia-desentrana-el-pensamiento-complejo_a7351.html?preaction=nl&id=1453142&idnl=95784&