Asimilar las sorpresas lleva su tiempo para el cerebro

Nuestro cerebro sólo aprende a afrontar lo inesperado de forma gradual y por etapas, sugiere un estudio con ratones. En los roedores, este retraso en el aprendizaje dura unos 50 días, y en los humanos probablemente unos 20 años.

El cerebro humano tiene una fascinante capacidad para adaptarse y responder a las sorpresas. Sin embargo, la forma en que reacciona ante lo inesperado puede variar dependiendo de la edad y la exposición a estímulos similares.

Los adolescentes, por ejemplo, tienden a reaccionar menos a las "sorpresas" repetidas, lo que ahorra energía desde el punto de vista neurológico. En contraste, los niños reaccionan de manera similar, incluso intensa, al mismo evento o sonido novedoso, incluso después de la tercera o cuarta vez.

Este cambio en la reacción del cerebro a lo inesperado, desde una respuesta intensa en la infancia hasta una respuesta más moderada en la adolescencia, es un área de investigación que aún se está explorando. No está claro cuándo y cómo se produce esta transformación en el cerebro para que pueda reaccionar de manera más eficiente a lo inesperado.

Mirando dentro del cerebro

Investigadores de la Universidad de Basilea han comenzado a descifrar en ratones cómo el cerebro en desarrollo procesa los sonidos sorprendentes y qué cambia a medida que crecemos.

Para ello, utilizaron secuencias de sonidos en las que se escuchaba un tono diferente a intervalos irregulares entre una serie de tonos idénticos. Al mismo tiempo, registraron las ondas cerebrales de los roedores.

Este proceso se conoce como el "paradigma del elemento extraño", y se utiliza por los profesionales de la salud para fines como el diagnóstico de la esquizofrenia.

Escalada cerebral

Utilizando estas mediciones, los investigadores pudieron comprender cómo se desarrollaba con el tiempo la reacción de diferentes regiones cerebrales al cambio de tono en los ratones jóvenes.

Esta reacción era inicialmente muy fuerte, pero disminuía a medida que maduraba la región cerebral relevante, hasta alcanzar un nivel comparable al de las mediciones en animales adultos.

Este desarrollo no se produce de forma simultánea en las distintas áreas del cerebro que procesan el sonido, aclaran los investigadores.

Regiones implicadas

Una región conocida como el colículo inferior, situada al principio del camino desde el nervio auditivo hasta la corteza auditiva, ya estaba completamente madura en los animales a la edad de 20 días, el punto más temprano estudiado por el equipo.

Un segundo lugar, el tálamo auditivo, sólo mostró una reacción "adulta" al tono diferente a la edad de 30 días. El desarrollo en la propia corteza cerebral, la "corteza auditiva primaria", tardó aún más, hasta el día 50.

En años humanos, esto correspondería aproximadamente a unos 20 años, según los investigadores, que consideran extrapolables los resultados a nuestra especie.

No hay desarrollo sin experiencia

Los investigadores observaron por último que las experiencias desempeñan un papel clave en el desarrollo de la respuesta a la sorpresa en la corteza cerebral. Si los ratones fueron criados en un ambiente sin ruido, el procesamiento de sonidos inesperados en la corteza auditiva se retrasó significativamente.

Una posible explicación es que el cerebro (y en particular la corteza cerebral) forma una imagen interna del mundo durante el crecimiento, que luego compara con estímulos externos. Todo lo que no corresponda a esta “visión del mundo” es una sorpresa, pero también puede resultar en una actualización.

Modelo del mundo

 Sin embargo, sin experiencia con los sonidos, la corteza cerebral de estos ratones es incapaz de desarrollar un modelo del mundo así, señalan los investigadores. Como resultado, el animal no puede clasificar correctamente los sonidos en "familiares" e "inesperados".

Estos hallazgos sugieren que la exposición y la interacción con el entorno pueden jugar un papel crucial en la forma en que el cerebro se desarrolla para procesar y responder a las sorpresas.

Referencia

Sequential maturation of stimulus-specific adaptation in the mouse lemniscal auditory system. Patricia Valerio et al. Science Advances, 3 Jan 2024, Vol 10, Issue 1. DOI: 10.1126/sciadv.adi7624