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Los animales pueden pensar en lugares y objetos que no están justo delante de ellos. Este es el nuevo descubrimiento que ha hecho el Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) en un estudio publicado en la revista ‘Science’. Y es que las ratas tienen la capacidad de imaginar que caminan hacia un lugar o que mueven un objeto remoto a un punto específico. "En efecto, la rata puede activar la representación de lugares del entorno sin desplazarse hasta ellos”, confirma Chongxi Lai, postdoctorando en los laboratorios Harris y Lee y primer autor de un artículo que describe los nuevos hallazgos.
Con la ayuda de un novedoso sistema, que combina la realidad virtual y una interfaz cerebro-máquina para sondear los pensamientos de las ratas, se ha descubierto que los roedores activan patrones específicos de actividad neuronal en el hipocampo, una zona del cerebro responsable de la memoria espacial. Así, se ha podido observar que pueden generar voluntariamente estos mismos patrones de actividad y hacerlo para recordar lugares remotos. Este novedoso sistema abre la posibilidad de diseñar nuevos dispositivos protésicos.
Investigadores del Janelia Research Campus del HHMI han demostrado que los animales, al igual que los humanos, poseen imaginación. Un factor clave para poder recordar sucesos del pasado o imaginar escenarios en el futuro. “Imaginar es una de las cosas más extraordinarias que puede hacer el ser humano. Ahora hemos descubierto que los animales también pueden hacerlo, y hemos encontrado una forma de estudiarlo", explica Albert Lee, antiguo jefe de grupo en Janelia y ahora investigador del HHMI en el Centro Médico Beth Israel Deaconess. El proyecto comenzó hace nueve años, cuando Lai llegó al Janelia como estudiante de posgrado con la idea de probar si un animal podía pensar.
Su asesor, Tim Harris, investigador principal de Janelia, sugirió a Lai que se acercase a su laboratorio, ya que tenían preguntas similares a la suya. Tras juntar los laboratorios, desarrollaron un sistema que permite entender lo que piensan los animales: “un detector de pensamiento” en tiempo real capaz de medir la actividad neuronal y traducir su significado. El sistema utiliza una interfaz cerebro-máquina (IMC), que proporciona una conexión directa entre la actividad cerebral y un dispositivo externo. En el sistema del equipo, la IMC produce una conexión entre la actividad eléctrica del hipocampo de la rata y su posición en un escenario de realidad virtual de 360 grados.
Con el IMC se ha comprobado que una rata puede activar la actividad del hipocampo con sólo pensar en un lugar del escenario sin ir físicamente a él, es decir, imaginándoselo. Una vez desarrollado el sistema, los investigadores tuvieron que crear el “diccionario de pensamiento” que les permitía descodificar las señales cerebrales de la rata. Para ello, el roedor es introducido en el sistema de RV y, mientras camina por una cinta esférica, sus movimientos se reflejan en la pantalla de 360 grados. Al llegar a su objetivo, es recompensada.
Así, pueden observar qué neuronas se activan cuando la rata navega por la arena para alcanzar su objetivo. Estas señales constituyen la base de un IMC del hipocampo en tiempo real, en el que la actividad cerebral del hipocampo se traduce en acciones en la pantalla. Después, desconectan la cinta y recompensan a la rata por reproducir el patrón de actividad del hipocampo asociado a la localización de un objetivo. El animal utiliza sus pensamientos para llegar a la recompensa pensando primero adónde tiene que ir para conseguirla. Este proceso de pensamiento es algo que los humanos experimentamos con regularidad.
En el segundo ejercicio, la tarea ‘Jedi’, la rata mueve un objeto a otro lugar con tan solo el pensamiento. El animal está fijo en un lugar virtual pero “mueve” un objeto hacia el objetivo en el espacio RV con su actividad hipocampal. Los investigadores cambiaron la ubicación del objetivo, exigiendo al animal que produjera patrones de actividad asociados a la nueva ubicación.
En el estudio, se determinó que pueden controlar con previsión y flexibilidad su actividad hipocampal al igual que los humanos. Son capaces de mantenerlo durante varios segundos como cuando los humanos revivimos hechos pasados o imaginamos nuevos escenarios. "Lo asombroso es cómo las ratas aprenden a pensar en ese lugar, y en ningún otro, durante un periodo de tiempo muy largo, basándonos en nuestra noción, quizá ingenua, de la capacidad de atención de una rata", afirmó Harris.
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