“Hemos iluminado cada neurona del cerebro como si fuera un árbol de Navidad”, afirma el neurocientífico Alexandre Pouget, de la Universidad de Ginebra, al describir un nuevo hito científico: un mapa detallado a nivel celular de la actividad neuronal en el cerebro de un ratón durante la toma de decisiones. Este avance, publicado en dos artículos en la revista Nature, muestra que el cerebro actúa como una unidad interconectada y que las expectativas previas son clave en los procesos de decisión.
El trabajo, liderado por Pouget y un consorcio de doce equipos de investigación europeos y estadounidenses del International Brain Laboratory (IBL), ha registrado la actividad de más de 650.000 neuronas individuales en 279 áreas cerebrales, que abarcan el 95% del volumen del cerebro del ratón, un modelo ampliamente usado por su similitud con el cerebro humano. Los ratones realizaron una tarea experimental en la que debían girar una rueda hacia la izquierda o derecha según la posición de una luz en una pantalla para obtener una recompensa. Cuando la luz era tenue y ambigua, los roedores se guiaban por su experiencia previa, lo que permitió a los científicos estudiar cómo las expectativas moldean la percepción y las decisiones.
El primer estudio revela que las señales de decisión no se limitan a regiones específicas, como sugerían modelos clásicos, sino que se distribuyen por todo el cerebro. Sin embargo, el procesamiento de la información sensorial se concentra en áreas más definidas. Este hallazgo cuestiona la visión jerárquica tradicional del cerebro y demuestra una comunicación constante entre regiones durante la toma de decisiones, el inicio de acciones y la recepción de recompensas. “El cerebro funciona como un todo al generar comportamientos complejos”, señala Pouget, lo que obliga a los neurocientíficos a adoptar un enfoque más global.
El segundo estudio profundiza en cómo las expectativas, basadas en experiencias recientes, se codifican en todo el cerebro, incluso en áreas sensoriales tempranas como el tálamo, el primer filtro de la información visual. Este descubrimiento desafía la idea de que las expectativas solo se procesan en regiones cognitivas y refuerza la noción del cerebro como una “máquina de predicción” que ajusta sus respuestas según lo que anticipa. Los investigadores destacan que estos hallazgos podrían ser clave para entender trastornos como la esquizofrenia o el autismo, relacionados con alteraciones en la forma en que el cerebro actualiza sus expectativas.
Los datos y protocolos de ambos estudios estarán disponibles en abierto para la comunidad científica, fomentando nuevas investigaciones. Este trabajo se suma a avances recientes, como el proyecto estadounidense BRAIN, que en 2023 mapeó ópticamente la actividad de más de un millón de neuronas en ratones. Rafael Yuste, líder de BRAIN y director del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Columbia, califica estos resultados como “un avance importante” y destaca el carácter colaborativo del proyecto: “La neurociencia moderna se parece cada vez más a la física, con grandes experimentos realizados en equipo”.