lunes, 16 de marzo de 2015

Razonamiento humano y oscilaciones neuronales

Adam Chuderski es un científico polaco que trabaja mucho y bien dentro del campo de la psicología de las capacidades humanas y de la psicología diferencial. Aunque tenemos algunas discrepancias sobre algunas cosas, concordamos en otras. Hoy comentaré un ejemplo de las segundas.

Acaba de publicar un artículo en ‘Cognitive Psychology’ en el que estudia la relación de las oscilaciones neuronales con la capacidad de razonar. En concreto, explora el efecto de la proporción entre las ondas theta y gamma sobre el rendimiento en un test de razonamiento fluido.

Ya discutimos en este mismo foro algún trabajo sobre ondas cerebrales y su relación con las capacidades mentales.


Los autores de este artículo usan simulaciones y datos de individuos reales para averiguar si la sincronización theta/gamma puede ayudar a comprender el sustrato biológico de las diferencias de razonamiento. Me atrajo particularmente la idea de que la memoria operativa (working memory) se encuentra implicada en esa relación. En concreto, las variaciones de sincronización podrían explicar por qué algunos individuos pueden conservar representaciones más fiables de la información necesaria para aplicar los procesos de razonamiento. Esa perspectiva concuerda y sustancia nuestra hipótesis sobre por qué el almacenamiento temporal de la información (short-term memory) explica la relación de la memoria operativa con la capacidad intelectual.

Las oscilaciones neuronales estarían detrás de las conexiones entre piezas de información (binding features) que deben considerarse, tanto en las tareas de memoria operativa como al razonar. Las oscilaciones gamma que varían en frecuencia se usarían para codificar distintos tipos de información y la amplitud (power) de la banda gamma se relacionaría con el número de ítems conectados. La banda theta organizaría e integraría redes distantes, modulando bandas gamma para representar la secuencia de eventos.

Un modelo adecuado debe explicar las diferencias individuales en la capacidad de la memoria operativa (entre 1 ó 2 ítems y 6 ó 7 ítems). Las simulaciones apoyan la idea de que a medida que aumenta la complejidad de la tarea (el número de ítems a recordar) la proporción theta/gama sube de 2.1 a 5.7. Por encima de ese valor las oscilaciones son muy inestables.


Al razonar es necesario conectar relaciones entre objetos. Las conexiones, y no los ítems, incluyen importante información para llegar a una solución en una tarea mental compleja. Pero también permiten conservar en un estado activo la información relevante:

El modelo propone que existe un balance en la memoria operativa entre la estabilidad de las conexiones (a mayor inhibición, mejor estabilidad) y el número de conexiones (a mayor inhibición, menos número).
El valor óptimo de inhibición, es decir, el que permite mantener un número estable de conexiones, es responsable de la capacidad máxima del sistema.
No obstante, mantener la inhibición en niveles ideales es difícil para algunos cerebros”.

Una mejor capacidad de razonamiento podría relacionarse con el número de picos oscilatorios (ciclos gamma) en una fase de procesamiento (por ejemplo, durante la activación de las conexiones relevantes –ciclo theta). La proporción theta/gamma permitiría evaluar esas diferencias de capacidad: un mejor razonamiento vendría facilitado por un número mayor de picos gamma en un ciclo theta.

Las oscilaciones se sincronizan para conectar objetos según su papel en una determinada relación. Los procesos de inhibición permiten separar conexiones sucesivas. Los límites de capacidad de la memoria operativa son una propiedad intrínseca de los sistemas oscilatorios. No se puede escapar al dilema de ponderar la estabilidad y el número de conexiones. Algunos cerebros resuelven mejor que otros ese dilema.

La capacidad para mantener la información relevante en un estado activo y los procesos de inhibición son factores relacionados. La fuerza de la inhibición determinaría la capacidad, pero es el número de conexiones la variable que sustentaría la capacidad de razonar:

Lo que se necesita para razonar adecuadamente es una gran capacidad, no inhibición en sí”.

De ahí que la memoria a corto plazo sea un factor clave.

Finalmente, los autores se preguntan en qué regiones del cerebro serán particularmente relevantes las oscilaciones que subyacen a la memoria operativa y los procesos de razonamiento. Se decantan por regiones de los lóbulos parietales y frontales. En concreto, la corteza dorso-lateral, ventro-lateral y rostro-lateral prefrontal, así como el lóbulo parietal inferior.

Debe reconocerse que hay un sustancial nivel de especulación en esta perspectiva. Pero su simplicidad es particularmente atractiva para perseguir el reduccionismo que tanto hizo avanzar el conocimiento científico. La Psicología no es una excepción, mal que pese en algunos foros.


2 comentarios:

  1. Muy interesante, aunque el tema de las oscilaciones (macroscópicas) siempre me ha resultado muy abstracto y demasiado general... da la sensación de que, en lugar de dar un paso hacia adelante, se esté creando una nueva manera de complicarnos la vida. Algo parecido a lo que está ocurriendo en los últimos años con los análisis de graph theory.
    En cualquier caso puedes ignorar mi comentario, que solo es una excusa para preguntarte por qué has puesto una foto de Óscar de cuando era chaval.

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  2. La oscilación macroscópica es un paso hacia el comportamiento de las asambleas de neuronas.
    Seguramente Óscar reprobaría tu comentario. Dudo que tenga antecedentes polacos.

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