{"id":718,"date":"2013-07-17T15:17:35","date_gmt":"2013-07-17T13:17:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=718"},"modified":"2013-07-17T15:23:21","modified_gmt":"2013-07-17T13:23:21","slug":"de-la-correlacion-a-la-causalidad-en-la-neurociencia-del-aprendizaje","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=718","title":{"rendered":"De la correlaci\u00f3n a la causalidad en la neurociencia del aprendizaje"},"content":{"rendered":"<p>Miguel Vadillo<br \/>\nDept. of Perceptual, Cognitive, and Brain Sciences, University College, UK<\/p>\n<div style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\" \" alt=\"(cc) Wi2_Photography\" src=\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/files\/2013-11-cc-Wi2_Photography.jpg\" width=\"300\" height=\"224\" \/><p class=\"wp-caption-text\">(cc) Wi2_Photography<\/p><\/div>\n<p><em>Durante los \u00faltimos a\u00f1os han sido muchos los experimentos de neurociencias que han confirmado un supuesto fundamental de las teor\u00edas cl\u00e1sicas del aprendizaje asociativo: el aprendizaje est\u00e1 guiado por un desajuste entre lo que se espera y lo que realmente sucede. Algunas zonas del cerebro parecen ser especialmente buenas candidatas para la detecci\u00f3n de ese error que sirve de punto de partida para este proceso. Sin embargo, hasta ahora s\u00f3lo dispon\u00edamos de evidencia correlacional acerca del papel de estas zonas. Los m\u00e9todos optogen\u00e9ticos han permitido obtener la primera evidencia experimental sobre su contribuci\u00f3n al aprendizaje.<!--more--><\/em><\/p>\n<p><a title=\"texto html\" href=\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/files\/2013-11.pdf\">[Versi\u00f3n en pdf]<\/a><\/p>\n<p>Aprender que la correlaci\u00f3n no implica causalidad viene a ser para un cient\u00edfico lo que gatear es para un ni\u00f1o. Toda la metodolog\u00eda de investigaci\u00f3n experimental de la que echamos mano los cient\u00edficos cognitivos se basa en esa idea fundamental. Sin embargo, es sorprendente la facilidad con la que en ciertos contextos incluso los investigadores m\u00e1s veteranos saltamos de la correlaci\u00f3n a la causalidad sin apenas darnos cuenta. Uno de ellos es el estudio de los correlatos neurol\u00f3gicos de los diversos procesos mentales. Los recientes descubrimientos sobre las bases neurol\u00f3gicas del aprendizaje nos proporcionan un ejemplo excelente.<\/p>\n<p>Todas las teor\u00edas tradicionales del aprendizaje han otorgado un papel fundamental a la detecci\u00f3n de errores. Recurriendo al ejemplo m\u00e1s famoso de aprendizaje asociativo, dir\u00edamos hoy que los perros de Pavlov aprend\u00edan que la campana iba seguida de comida porque las primeras veces que o\u00edan el emparejamiento de ambos, la comida les pillaba por sorpresa. Era completamente inesperada. Seg\u00fan varias teor\u00edas, esto dispara una se\u00f1al de error que hace que se vaya formando una asociaci\u00f3n entre la representaci\u00f3n de la campana y la representaci\u00f3n de la comida. Tras unos cuantos emparejamientos campana-comida esta asociaci\u00f3n se fortalece y el animal aprende progresivamente a predecir correctamente la comida despu\u00e9s de la campana, hasta que llega un momento en que esta predicci\u00f3n se realiza con facilidad y ya no es necesario ning\u00fan aprendizaje adicional.<\/p>\n<p>Numerosos estudios sugieren que el sistema dopamin\u00e9rgico est\u00e1 involucrado en la detecci\u00f3n de estos errores de predicci\u00f3n que gu\u00edan el aprendizaje. Sin embargo, la mayor parte de nuestra evidencia sobre el papel del sistema dopamin\u00e9rgico es de car\u00e1cter puramente correlacional. Lo que sabemos es que cuando tiene lugar cierto tipo de aprendizaje, las neuronas dopamin\u00e9rgicas se disparan con una frecuencia superior o inferior a la normal. Pero hasta ahora apenas se ha podido manipular el estado de esas neuronas para demostrar que son ellas las que producen el aprendizaje. S\u00f3lo sabemos que ambas cosas est\u00e1n relacionadas, pero no c\u00f3mo ni por qu\u00e9.<\/p>\n<p>Esta situaci\u00f3n acaba de cambiar con un estudio reciente de Elizabeth Steinberg y colaboradores (2013). Estos autores han utilizado una t\u00e9cnica optogen\u00e9tica que permite activar artificialmente un grupo de neuronas concreto. Para conseguirlo, se implanta en la membrana de las neuronas seleccionadas una prote\u00edna que es sensible a la luz. Esto puede conseguirse implantando en esas neuronas un virus que contiene un gen con las instrucciones para fabricar esa prote\u00edna. Una vez implantado el gen, es f\u00e1cil estimular directamente esas neuronas haciendo llegar hasta all\u00ed un fino hilo de fibra \u00f3ptica que puede encenderse o apagarse con gran precisi\u00f3n temporal y espacial a voluntad del investigador. El siguiente video explica los detalles de la t\u00e9cnica.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"\/\/www.youtube.com\/embed\/I64X7vHSHOE\" height=\"315\" width=\"560\" allowfullscreen=\"\" frameborder=\"0\"><\/iframe><\/p>\n<p>Si fuera cierto que el sistema dopamin\u00e9rgico est\u00e1 involucrado en la detecci\u00f3n de errores, entonces la estimulaci\u00f3n artificial de esa zona deber\u00eda facilitar el aprendizaje, incluso en situaciones en las que no hay errores de predicci\u00f3n y, por tanto, no deber\u00eda haber aprendizaje. Para poner a prueba esta hip\u00f3tesis, Steinberg y colaboradores recurrieron a un fen\u00f3meno muy popular en psicolog\u00eda del aprendizaje conocido como bloqueo (v\u00e9ase <a title=\"Vadillo, 2012\" href=\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=471\" target=\"_blank\">Vadillo, 2012<\/a>). En un experimento t\u00edpico de bloqueo los animales aprenden primero que una clave A predice un est\u00edmulo incondicionado, p. ej., una descarga (i.e., A-descarga). Posteriormente, la clave A aparece junto con una clave novedosa B, tambi\u00e9n seguida de la descarga (i.e., AB-descarga). El resultado habitual de estos experimentos es que los animales rara vez aprenden a tener miedo de B, a pesar de que B se ha emparejado sistem\u00e1ticamente con la descarga. Seg\u00fan la mayor parte de las teor\u00edas, la raz\u00f3n por la cual los emparejamientos AB-descarga no producen condicionamiento es que la aparici\u00f3n de la descarga no es sorprendente porque puede predecirse gracias a la clave A. En otras palabras, cuando se presentan AB y la descarga juntos no hay ning\u00fan error de predicci\u00f3n y, por tanto, no es necesario ning\u00fan aprendizaje adicional sobre B.<\/p>\n<p>Pero si esta teor\u00eda es cierta, entonces cualquier cosa que reactivara la se\u00f1al de error durante los ensayos AB-descarga deber\u00eda restablecer el aprendizaje. Esto es exactamente lo que hicieron Steinberg y colaboradores. Utilizando las t\u00e9cnicas optogen\u00e9ticas mencionadas m\u00e1s arriba, activaron un grupo de neuronas dopamin\u00e9rgicas del \u00e1rea tegmental ventral (ATV) justo en el momento en el que se produc\u00edan los ensayos AB-descarga. Si estas neuronas est\u00e1n implicadas en la detecci\u00f3n de errores y si la teor\u00eda de que la detecci\u00f3n de errores juega un papel en el aprendizaje es cierta, entonces esta activaci\u00f3n artificial deber\u00eda facilitar el aprendizaje de la relaci\u00f3n entre B y la descarga. Y exactamente eso fue lo que encontraron: activar las neuronas del ATV anulaba el efecto de bloqueo (es decir, posibilitaba el aprendizaje de la asociaci\u00f3n entre B y la descarga).<\/p>\n<p>Gracias a experimentos como \u00e9ste por fin estamos superando las limitaciones de la investigaci\u00f3n correlacional en neurociencias, obteniendo por primera vez pruebas claras de que la actividad en ciertas partes del sistema nervioso es una verdadera causa y no un simple correlato de procesos mentales como el aprendizaje asociativo o la detecci\u00f3n de errores.<\/p>\n<p><strong>Referencias<\/strong><\/p>\n<p>Steinberg, E. E., Keiflin, R., Boivin, J. R., Witten, I. B., Deisseroth, D., &amp; Janak, P. H. (2013). A causal link between prediction errors, dopamine neurons and learning. <em>Nature Neuroscience.<\/em> Advance Online Publication. doi:10.1038\/nn.3413<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Manuscrito recibido el 17 de junio de 2013.<br \/>\nAceptado el 8 de julio de 2013.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Miguel Vadillo Dept. of Perceptual, Cognitive, and Brain Sciences, University College, UK Durante los \u00faltimos a\u00f1os han sido muchos los <span class=\"ellipsis\">&hellip;<\/span> <span class=\"more-link-wrap\"><a href=\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/?p=718\" class=\"more-link\"><span>Read More &rarr;<\/span><\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[16,4,3],"tags":[109,362,31,417,416],"class_list":["post-718","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-actualidad","category-neurociencia","category-psicologia","tag-aprendizaje","tag-bloqueo","tag-cerebro","tag-correccion-del-error","tag-extincion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/718","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=718"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/718\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":722,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/718\/revisions\/722"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=718"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=718"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=718"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}