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Las ondas cerebrales representan diferentes tipos de aprendizaje.

Las ondas cerebrales representan diferentes tipos de aprendizaje.

de Carlos Rozas -
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Fecha:      12 de octubre de 2017
Fuente:      Instituto de Tecnología de Massachusetts
Resumen:      Los investigadores han identificado, por primera vez, firmas neuronales de aprendizaje explícito e implícito.

Descubrir cómo pedalear en bicicleta y memorizar las reglas del ajedrez requieren dos tipos diferentes de aprendizaje, y ahora, por primera vez, los investigadores han podido distinguir cada tipo de aprendizaje por los patrones de ondas cerebrales que produce.

Estas distintivas firmas neuronales podrían guiar a los científicos mientras estudian la neurobiología subyacente de cómo ambos aprendemos habilidades motoras y trabajamos a través de tareas cognitivas complejas, dice Earl K. Miller, profesor de neurociencias de Picower en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria y el Departamento de Brain and Cognitive Sciences, y autor principal de un artículo que describe los hallazgos en la edición del 11 de octubre de la revista  Neuron.

Cuando las neuronas disparan, producen señales eléctricas que se combinan para formar ondas cerebrales que oscilan a diferentes frecuencias. "Nuestro objetivo final es ayudar a las personas con déficits de aprendizaje y memoria", señala Miller. "Podríamos encontrar una forma de estimular el cerebro humano o optimizar las técnicas de entrenamiento para mitigar esos déficits".

Las firmas neuronales podrían ayudar a identificar los cambios en las estrategias de aprendizaje que ocurren en enfermedades como el Alzheimer, con el objetivo de diagnosticar estas enfermedades más temprano o mejorar ciertos tipos de aprendizaje para ayudar a los pacientes a enfrentar el trastorno, dice Roman F. Loonis, un estudiante de posgrado en el Miller Lab y primer autor del artículo. El científico de investigación Picower Institute, Scott L. Brincat y el ex postdoctorado del MIT, Evan G. Antzoulatos, ahora en la Universidad de California en Davis, son coautores.

Aprendizaje explícito versus implícito

Los científicos solían pensar que todo el aprendizaje era el mismo, explica Miller, hasta que se enteraron de pacientes como el famoso Henry Molaison o "HM", quien desarrolló severa amnesia en 1953 después de haber eliminado parte de su cerebro en una operación para controlar sus convulsiones epilépticas . Molaison no pudo recordar desayunar unos minutos después de la comida, pero pudo aprender y retener las habilidades motoras que aprendió, como rastrear objetos como una estrella de cinco puntas en un espejo.

"H.M. y otros amnésicos mejoraron con estas habilidades a lo largo del tiempo, a pesar de que no tenían memoria de hacer estas cosas antes", dice Miller.

La brecha reveló que el cerebro se involucra en dos tipos de aprendizaje y memoria: explícita e implícita.

Aprendizaje explícito "es aprender de lo que tienes conciencia, cuando piensas en lo que estás aprendiendo y puedes articular lo que has aprendido, como memorizar un largo pasaje en un libro o aprender los pasos de un juego complejo como el ajedrez, "Explica Miller.

"El aprendizaje implícito es lo opuesto. Podrías llamarlo aprendizaje de habilidades motoras o memoria muscular, el tipo de aprendizaje al que no tienes acceso consciente, como aprender a andar en bicicleta o hacer malabares", agrega. "Al hacerlo, te sientes mejor y mejor, pero no puedes articular realmente lo que estás aprendiendo".

Muchas tareas, como aprender a tocar una nueva pieza de música, requieren ambos tipos de aprendizaje, señala.

Ondas cerebrales de estudios anteriores

Cuando los investigadores del MIT estudiaron el comportamiento de los animales que aprenden diferentes tareas, encontraron signos de que diferentes tareas pueden requerir aprendizaje explícito o implícito. En las tareas que requerían comparar y combinar dos cosas, por ejemplo, los animales parecían usar respuestas correctas e incorrectas para mejorar sus próximos partidos, lo que indica una forma explícita de aprendizaje. Pero en una tarea en la que los animales aprendieron a mover su mirada en una dirección u otra en respuesta a diferentes patrones visuales, solo mejoraron su desempeño en respuesta a las respuestas correctas, lo que sugiere un aprendizaje implícito.

Además, según los investigadores, estos diferentes tipos de comportamiento van acompañados de diferentes patrones de ondas cerebrales.

Durante las tareas de aprendizaje explícito, hubo un aumento en las ondas cerebrales alpha2-beta (oscilando a 10-30 hercios) después de una elección correcta, y un aumento de las ondas delta-theta (3-7 hercios) después de una elección incorrecta. Las ondas alfa2-beta aumentaron con el aprendizaje durante tareas explícitas, luego disminuyeron a medida que progresaba el aprendizaje. Los investigadores también vieron signos de un aumento neural en la actividad que ocurre en respuesta a errores de comportamiento, denominados negatividad relacionada con eventos, solo en las tareas que se pensaba requerían un aprendizaje explícito.

El aumento de ondas cerebrales alfa-2-beta durante el aprendizaje explícito "podría reflejar la construcción de un modelo de la tarea", explica Miller. "Y luego, una vez que el animal aprende la tarea, los ritmos alfa-beta caen, porque el modelo ya está construido".

Por el contrario, los ritmos delta-theta solo aumentaron con las respuestas correctas durante una tarea de aprendizaje implícita, y disminuyeron durante el aprendizaje. Miller dice que este patrón podría reflejar el "recableado" neural que codifica la habilidad motriz durante el aprendizaje.

"Esto nos mostró que hay diferentes mecanismos en juego durante el aprendizaje explícito versus implícito", señala.

Futuro impulso para el aprendizaje

Loonis dice que las firmas de ondas cerebrales pueden ser especialmente útiles para dar forma a cómo enseñamos o entrenamos a una persona a medida que aprenden una tarea específica. "Si podemos según el tipo de aprendizaje que se está llevando a cabo, podemos mejorar o proporcionar mejores comentarios para ese individuo ", dice." Por ejemplo, si están usando aprendizaje implícito más, eso significa que es más probable que confíen en lo positivo comentarios, y podríamos modificar su aprendizaje para aprovechar eso ". Las firmas neuronales también podrían ayudar a detectar trastornos como la enfermedad de Alzheimer en una etapa temprana, dice Loonis." En la enfermedad de Alzheimer, una clase de aprendizaje factual explícito desaparece con la demencia y puede haber una reversión a un tipo diferente de aprendizaje implícito ", explica." Debido a que el único sistema de aprendizaje está deprimido, debe confiar en otro ". Estudios anteriores han demostrado que ciertas partes del cerebro, como el hipocampo, son más estrechamente relacionado con el aprendizaje explícito, mientras que áreas como los ganglios basales están más involucradas en el aprendizaje implícito. Pero Miller dice que el estudio de ondas cerebrales indica "mucha superposición en estos dos sistemas. Comparten muchas de las mismas redes neuronales ".

Fuente de la historia:

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171012122820.htm