Científicos identifican “neuronas matemáticas”.

Científicos identifican “neuronas matemáticas”.

Los investigadores dieron a conocer que al llevar a cabo cálculos, algunas neuronas están activas al sumar, otras al restar.

El cerebro posee neuronas que se disparan de forma específica durante ciertas operaciones matemáticas. Esto fue dado a conocer recientemente a través se un estudio realizado por las Universidades de Tübingen y Bonn.

Los novedosos hallazgos indican que algunas neuronas detectadas suelen estar activas exclusivamente durante las sumas, mientras que otras lo están durante las restas.
No les importa si la instrucción de cálculo está escrita como una palabra o un símbolo.

 

Los resultados ahora se han publicado en la revista Current Biology.

 

La mayoría de infantes de educación primaria probablemente tienen conocimiento acerca de que 3 manzanas más 2 manzanas suman 5 manzanas. Sin embargo, lo que sucede en el cerebro durante estos cálculos solía desconocerse en gran medida.

El novedoso estudio llevado a cabo por las Universidades de Bonn y Tübingen ahora arroja luz sobre este tema.

 

Usando electrodos ultrafinos, implantados en los lóbulos temporales de pacientes con epilepsia, los investigadores pueden visualizar la actividad de las regiones del cerebro.
© Foto: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Universidad de Bonn

 

Los científicos se beneficiaron de una función especial del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn. Esta institución está especializada en procedimientos quirúrgicos en el cerebro de personas con epilepsia. En algunos pacientes, las convulsiones siempre se originan en la misma área del cerebro, para lograr localizar de forma precisa esta área defectuosa, los médicos suelen implantar diversos electrodos en los pacientes.

Las sondas pueden ser utilizadas en la determinación con precisión del origen del espasmo. Además, la actividad de las neuronas individuales puede ser medible a través del cableado.

 

Algunas neuronas en el cerebro se activan específicamente en tareas de suma, otras en resta.
© Foto: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Universidad de Bonn

 

5 mujeres y 4 hombres fueron los participantes del el estudio actual, alos cuales se le implantaron electrodos en el llamado lóbulo temporal del cerebro con el propósito de llevar a cabo el registro de la actividad de las células nerviosas. En el Inter, los participantes tenían que realizar tareas aritméticas simples.

 

El Prof. Florian Mormann del Departamento de Epileptología del Hospital Universitario de Bonn, señala:
“Encontramos que diferentes neuronas se activaron durante las sumas que durante las restas. No sucedió que algunas neuronas respondieran solo a un signo “+” y otras solo a un signo “-” ”.

 

Esther Kutter, quien lleva a cabo su doctorado en el grupo de investigación del Prof. Mormann, agrega:
“Inclusive cuando reemplazamos los símbolos matemáticos con palabras, el efecto siguió siendo el mismo.
Por ejemplo, cuando se les pidió a los sujetos que calcularan ‘5 y 3‘, sus neuronas de suma volvieron a la acción; mientras que para ‘7 menos 4′, lo hicieron sus neuronas de resta”.

Esto demuestra que las células descubiertas realmente codifican una instrucción matemática para la acción.

De esta manera, la actividad cerebral mostró con gran precisión qué tipo de tareas estaban calculando los sujetos de prueba en ese momento: los investigadores introdujeron los patrones de actividad de las células en un programa informático de autoaprendizaje.

Al mismo tiempo, le dijeron 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, con precisión logró identificar durante qué operación computacional se había registrado.

 

El Prof. Andreas Nieder de la Universidad de Tübingen quien supervisó el estudio junto con el Prof. Mormann, menciona al respecto:
“Sabemos por experimentos con monos que las neuronas específicas para ciertas reglas computacionales también existen en sus cerebros
En humanos, sin embargo, apenas hay datos al respecto”.

 

Durante el estudio, los 2 grupos de trabajo se encontraron con un fenómeno interesante: una de las regiones del cerebro estudiadas fue la llamada corteza parahipocampal.

Ahí, los investigadores encontraron células nerviosas que se activaban específicamente durante la suma o la resta. Sin embargo, al resumir, diferentes neuronas de suma se activaron alternativamente durante una misma tarea aritmética.

Hablando en sentido figurado, es como si la tecla más de la calculadora cambiara constantemente de ubicación. Ocurrió lo mismo con la resta.

Para el estudio, se implantaron pequeños electrodos en los cerebros de cinco mujeres y cuatro hombres para medir la actividad de las neuronas individuales.
© Foto: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Universidad de Bonn.

 

Mormann destaca al respecto:
“Este estudio marca un paso importante hacia una mejor comprensión de una de nuestras habilidades simbólicas más importantes, a saber, calcular con números”.

Ambos equipos de Bonn y Tübingen ahora quieren investigar exactamente el papel que representan las células nerviosas encontradas en esto.
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