El filósofo David Hume dijo que: “Los hombres están fuertemente dominados por la imaginación”, pero también lo está la humilde rata de laboratorio, según una investigación publicada el jueves 2 de noviembre, en la revista Science.
Una década de trabajo culminó en una extraordinaria serie de experimentos donde los investigadores colocaron ratas en un campo de realidad virtual de 360 grados y una interfaz cerebro-máquina que les proporcionó un poder similar a los Jedi para “teletransportarse” a sí mismas o a un objeto, usando solo sus pensamientos. En lugar de la Fuerza, las ratas tuvieron que aprovechar sus neuronas “de lugar” para guiar el objeto a través de la realidad virtual.
En esencia, la imaginación es visualizar algo que no está sucediendo. El sello distintivo de la imaginación humana es ser capaz de pensar en algo sin realizar esa acción, puede ser un procedimiento simple como acostarse en la cama, cerrar los ojos y pensar en los planes para el día de mañana. Este tipo de imaginación está controlada por el hipocampo, una región del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria
El trabajo se basó en descubrimientos científicos anteriores que revelaron que en lo profundo del cerebro, los animales y los humanos tienen su propio sistema de GPS. Ubicado en el hipocampo, este sistema GPS traduce lugares y eventos en patrones de activación neuronal, una señal de que las células cerebrales se están comunicando. Luego, esos patrones se almacenan en el cerebro y se utilizan para navegar por el mundo.
Las células especializadas que hacen el trabajo, conocidas como células de lugar y de cuadrícula, nos permiten recordar el pasado e imaginar el futuro. Los tres científicos que descubrieron estas células recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2014 por revelar las funciones que “son fundamentales para nuestra existencia”.
“Podemos acostarnos en la cama por la noche, cerrar los ojos y situarnos en el pasado o en el futuro”, afirmaron los autores del nuevo artículo. La imaginación es fundamental para la innovación. Cualquier invención ocurre dos veces: en la mente del inventor y luego en el mundo real.
En un artículo de 1948, el científico Edward C. Tolman, planteó la hipótesis de que las ratas tienen un mapa interno. Sin embargo, hasta este nuevo estudio, los investigadores no habían podido demostrar que una rata realmente pudiera controlar ese mapa.
Aunque tiene sentido que la señal inicial para imaginar un lugar provenga del hipocampo, es difícil determinar si alguna acción se origina en una parte del cerebro en lugar de otra. Los autores del artículo de Science se centraron en las células de lugar que se encuentran en el hipocampo.
¿Cómo leer la mente de una rata? Los investigadores comenzaron a trabajar en el proyecto hace nueve años y los experimentos requirieron que los científicos construyeran desde cero una interfaz cerebro-máquina capaz de leer la actividad eléctrica en el hipocampo y luego traducir el mapa interno de la rata con un decodificador para determinar qué está pensando el roedor en un momento particular. Esto permitió a los investigadores rastrear qué neuronas de lugar estaban activadas.
Los autores tuvieron que diseñar experimentos que tomaran en cuenta qué tareas sería capaz de realizar un roedor. Al principio, a cada rata se le implantaron pequeños electrodos en 128 lugares precisos de su cerebro. Luego, los electrodos se conectaron a una máquina que leería la actividad cerebral y aprendería los patrones específicos generados cuando el roedor se movía de un lugar a otro.
Los científicos tuvieron que entrenar a las ratas para que corrieran hacia una señal visual en un campo virtual bidimensional, cuando los roedores tocaban el botón recibían una recompensa de agua azucarada.
Una vez equipadas con sus electrodos, las ratas fueron colocadas en una jaula esférica rodeada de pantallas. Los investigadores utilizaron un proyector para transmitir un entorno de realidad virtual en las pantallas que creaba la ilusión de que las ratas se movían por el lugar mientras andaban sobre la cinta de correr.
También hubo que entrenar a la máquina. La cual aprendió a leer la actividad cerebral de la rata y a traducirla a ubicaciones específicas en el campo virtual. Para las pruebas de “teletransportación”, los científicos desconectaron la cinta de correr del campo de realidad virtual. Ahora la rata no podía usar sus pies para moverse.
En cambio, la rata tuvo que imaginar un lugar remoto para llegar a ese destino y recibir la recompensa. Lo sorprendente es que aprenden con bastante rapidez. El rápido aprendizaje de las ratas sugiere que es natural que un animal piense en un lugar diferente de su ubicación real.
Los científicos han demostrado que las ratas son capaces de imaginar lugares remotos, pueden usar el mismo método para ver qué tan elaborada puede ser la imaginación de escenarios del animal y qué tan cerca pueden llegar de lo que los humanos son capaces de hacer.
Ahora que tenemos un modelo animal de imaginación, podemos aplicar la amplia gama de métodos neurocientíficos disponibles para estudiar la función cerebral de los roedores para comprender los mecanismos precisos que subyacen a la imaginación.
Paulino Betancourt Figueroa | @p_betanco***
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