Tendencias21
Llega el aprendizaje por inducción artificial de patrones neuronales

Llega el aprendizaje por inducción artificial de patrones neuronales

Un equipo de investigadores japoneses y norteamericanos ha desarrollado un sistema que permite aprender sin esfuerzo, con la simple aplicación de señales de tecnología IRMf en el cerebro. El aprendizaje es posible gracias a que estas señales activan patrones neuronales vinculados a lo que se pretende aprender, sin necesidad siquiera de que el usuario sea consciente. Aunque de momento sólo se ha podido demostrar la utilidad del método en el aprendizaje de tareas visuales sencillas, los científicos esperan que, en un futuro, éste sirva para mejorar la memoria, aumentar el rendimiento atlético o propiciar la recuperación motora tras un accidente o una enfermedad. Por Yaiza Martínez.

Llega el aprendizaje por inducción artificial de patrones neuronales

Investigadores de la Universidad de Boston (BU), en Estados Unidos, y de los Laboratorios de Neurociencia Computacional ATR de Kyoto, en Japón, han demostrado que sería posible aprender sin esfuerzo a tocar el piano, a reducir el estrés mental o a golpear una pelota, utilizando una tecnología cerebral.
.
En una serie de experimentos realizados, los científicos constataron que, aplicando señales decodificadas, producidas con tecnología de exploración de resonancia magnética funcional o IRMf, a la corteza visual de un individuo para inducir en ella patrones de actividad neuronal específicos, se puede lograr que dicho individuo mejore su rendimiento en determinadas tareas visuales.

La IRMf es un procedimiento que generalmente se emplea para registrar imágenes de regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada. Por otro lado, la corteza visual es la parte del cerebro encargada de procesar la información visual que llega de la retina.

La clave: la plasticidad del área visual temprana

“El área visual temprana de los adultos es lo suficientemente plástica como para hacer posible el aprendizaje perceptual visual”, explica el director de la investigación, el neurocientífico de la BU, Takeo Watanabe, en un comunicado por la National Science Foundation de Estados Unidos.

En el cerebro de las personas, las imágenes se forman gradualmente. Las áreas visuales tempranas son las que, en este proceso, se encargan de registrar líneas, bordes, formas, colores y movimientos. Después, el cerebro completa las imágenes con más detalles.

Las áreas visuales tempranas fueron escogidas por los científicos para la presente investigación, por tanto, por ser las propiciadoras del aprendizaje y del rendimiento visuales, y también por su plasticidad.

Hasta ahora, ningún estudio al respecto de estas regiones del cerebro “se había centrado en la cuestión de si las áreas visuales tempranas son lo suficientemente plásticas como para causar un aprendizaje perceptual visual”, señala Watanabe.

Las investigaciones previas habían confirmado, eso sí, “la existencia de una relación entre el aumento del rendimiento visual y algunos cambios de las áreas visuales tempranas”. Por otra parte, otros estudios “habían establecido correlaciones entre las áreas visuales altas (en las que la sintonía neuronal es más compleja) y las regiones de decisión del cerebro”, explica el científico.

Aprendizaje inconsciente

Para la realización de los experimentos, el investigador de la Universidad de Boston, Kazuhisa Shibata, diseñó un método que consiste en utilizar la tecnología IMRf para inducir un patrón de activación neuronal particular en las áreas visuales tempranas. El patrón de activación escogido fue similar a un patrón neuronal vinculado a un rasgo visual específico.

Los investigadores probaron si las repeticiones de activación neuronal “artificial” de dicho patrón en las áreas visuales tempranas podían causar una mejora en el rendimiento en tareas visuales sobre dicho rasgo, realizadas por los participantes.

El resultado fue que sí, por lo que, según los científicos, queda demostrado que el sistema, bautizado como “Decoded Neurofeedback” o “DecNef”, puede convertirse en un medio de aprendizaje para la mejora del rendimiento en tareas visuales.

Curiosamente, DecNef resultó efectivo incluso cuando los individuos sometidos a la prueba no eran conscientes de lo que estaban aprendiendo, señalan los autores del estudio.

Llega el aprendizaje por inducción artificial de patrones neuronales

“Lo más sorprendente ha sido que la mera inducción de los patrones de activación neuronal correspondientes a un rasgo visual específico propiciaron la mejora del rendimiento visual sobre ese rasgo visual, aunque el sujeto no fuera consciente de lo que estaba aprendiendo”, asegura Watanabe, que desarrolló la investigación en colaboración con Mitsuo Kawato, director del laboratorio ATR, y Yuka Sasaki, neurólogo del Massachusetts General Hospital de Estados Unidos.

Watanabe añade: “Descubrimos que los individuos no eran conscientes de lo que estaban aprendiendo, a pesar de que los datos registrados antes y después de su entrenamiento de neurorretroalimentación (llevado a cabo con la IRMf) demostraron que su rendimiento visual había mejorado”.

Posibles aplicaciones

En adelante, los investigadores probarán este sistema para ver si sirve para potenciar otros tipos de aprendizaje. Ahora mismo, DecNef podría ser utilizado ya para mejorar, por ejemplo, la memoria. En un futuro más lejano, el sistema podría permitir modificar patrones cerebrales para alcanzar un mejor rendimiento atlético o para propiciar la recuperación motora, tras un accidente o una enfermedad. Asimismo, podría ser utilizado para el tratamiento de algunas enfermedades mentales o del sistema nervioso.

A nivel científico, los investigadores creen que DecNef podría resultar útil para comprender mejor la relación causal entre el cerebro y la mente, así como la causa neuronal de la conciencia. Los resultados de la investigación han aparecido detallados en la revista Science.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • La memoria universal promete revolucionar a la informática 12 febrero, 2024
    La memoria universal podría reemplazar tanto a la RAM como al almacenamiento interno en los ordenadores de uso masivo, brindando una alternativa más rápida y más eficiente a nivel energético. Un nuevo estudio muestra un posible enfoque revolucionario de la memoria universal: empleando un nuevo material denominado GST467, los investigadores apreciaron que la memoria mejora […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los relámpagos volcánicos habrían encendido la llama de la vida en la Tierra primitiva 12 febrero, 2024
    Cuando la Tierra era joven y salvaje, los procesos en nuestro planeta transformaron una mezcla de ingredientes en lo necesario para impulsar la vida. Para esto es crucial el nitrógeno, un nutriente esencial para formar proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos. Los científicos han descubierto evidencias geológicas que indican que las descargas de rayos asociadas con […]
    Pablo Javier Piacente
  • La genética tiene mucho que decir sobre el asesinato de una madre adoptiva 12 febrero, 2024
    Según la genética, el comportamiento de los hijos adoptados está mayoritariamente influido por los padres biológicos, mientras que el parecido entre padres e hijos en una familia adoptiva es muy pequeño. Además, un hijo adoptado no tiene vínculos genéticos con su madre adoptiva y puede heredar ciertas maneras de pensar de sus padres biológicos, especialmente […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • Europa logra un récord mundial de fusión nuclear 12 febrero, 2024
    En un importante logro científico, investigadores de la instalación Joint European Torus (JET) han establecido un récord energético mundial de 69 megajulios liberados en energía de fusión sostenida y controlada. Otro impulso para el futuro reactor europeo a gran escala ITER.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Un árbol fosilizado hace 350 millones de años sorprende a los científicos: parece alienígena 11 febrero, 2024
    Un fósil tridimensional de árboles más antiguos que los dinosaurios revela que los bosques de hace 350 millones de años eran extraños y alienígenas. Formaban parte de un bosquecillo que fue sepultado después de un terremoto.
    Redacción T21
  • El meteorito de Berlín resultó ser un raro objeto de origen ígneo 11 febrero, 2024
    El asteroide que se desintegró sobre Berlín a mediados de enero pertenece a un tipo raro de meteorito de origen ígneo. Se compone principalmente de silicatos de magnesio, enstatita y forsterita, además casi no contiene hierro y tiene una corteza vítrea translúcida.
    Redacción T21
  • Descubren un helecho tropical que transforma sus hojas muertas en nuevas raíces 9 febrero, 2024
    Para sobrevivir en el suelo anegado y bajo en nutrientes del bosque de Quebrada Chorro, en el oeste de Panamá, una especie de helecho tropical arborescente reutiliza sus hojas muertas, convirtiéndolas en nuevas raíces. Los científicos descubrieron que el helecho reconfigura estas “hojas zombis”, invirtiendo el flujo de agua para atraer nutrientes de regreso a […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China 9 febrero, 2024
    Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21
  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente