Científicos estudiaron cómo los ratones resuelven tareas conductuales: el dato que los sorprendió

Un equipo de científicos de Portugal y Francia logró identificar las estrategias cognitivas y procesos mentales de los ratones mediante el análisis de sus expresiones faciales en video.

Durante una serie de experimentos, hallaron que es posible registrar, con métodos no invasivos, qué tipo de razonamiento emplean esos animales al resolver una tarea conductual específica.

Así, los investigadores demostraron que los movimientos del rostro reflejan información sobre la forma de actuar y decidir. Publicaron los hallazgos en la revista Nature Neuroscience y señalaron una nueva vía para explorar los procesos mentales en animales.

Los científicos aclararon que no accedieron a pensamientos concretos ni a recuerdos individuales, sino que lograron identificar la estrategia utilizada por el animal en cada momento.

Los autores se sorprendieron porque lograron “obtener tanta información sobre lo que el ratón estaba ‘pensando’ como si se grabara la actividad de decenas de neuronas”.

La investigación fue liderada por Zachary Mainen de la Fundación Champalimaud en Portugal, con contribuciones de Fanny Cazettes, quien ahora trabaja en el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia. Los científicos Alfonso Renart y Zachary Mainen supervisaron el estudio.

Usaron técnicas de inteligencia artificial para analizar señales sutiles del rostro. Aseguran que “los videos permiten inferir con precisión el tipo de proceso mental en marcha”.

El hallazgo principal muestra que los movimientos del rostro de los ratones contienen información sobre sus procesos de toma de decisiones. La capacidad de deducir las estrategias mentales mediante un análisis no invasivo podría transformar el estudio del cerebro.

Además, se abre la posibilidad de aplicar esta metodología en el diagnóstico precoz de enfermedades neurológicas.

Los investigadores advierten sobre la aparición de riesgos para la privacidad mental en un mundo donde las cámaras se han vuelto ubicuas.

“El acceso fácil a la mente podría requerir nuevas reglas de protección de la privacidad”, destacó Alfonso Renart.

Interpretar gestos y resolver estrategias

El equipo abordó la pregunta de si los movimientos faciales contienen información sobre cómo enfrentan los ratones un dilema.

Hasta ahora, el acceso a datos sobre el pensamiento de los animales requería colocar electrodos directamente en el cerebro. Los investigadores buscaron evitar métodos invasivos y analizar alternativas automatizadas y accesibles.

Se diseñó un experimento en el que cada ratón debía elegir entre dos bebederos, uno de los cuales ofrecía una recompensa azucarada que cambiaba de lugar de forma impredecible.

El reto obligaba al animal a desarrollar estrategias para maximizar las posibilidades de recompensa. Así, el modelo permitió observar distintas formas de aprendizaje, prueba y error, y negociación de la incertidumbre.

Durante la tarea, se filmó la cara del ratón en alta resolución y se midió en paralelo la actividad de grupos de neuronas.

Los movimientos evaluados incluían vibraciones de bigotes, parpadeos y microejecuciones musculares, elementos que no siempre se distinguen a simple vista.

Una serie de algoritmos de aprendizaje automático fueron entrenados para asociar esos patrones faciales con los tipos de estrategia empleados.

Los análisis permitieron comparar las expresiones con los registros cerebrales y comprobar que ambas fuentes coincidían.

La clave consistió en lograr que el computador distinguiera, solo a partir del video, si el animal cambiaba o mantenía su estrategia frente al mismo dilema. Cada respuesta, por simple que fuera, dejó una marca identificable en la cara del ratón.

Los resultados y avances del método facial en ratones

El modelo demostró que “los movimientos de la cara son tan informativos como docenas de neuronas”, escribieron los investigadores.

Esos patrones faciales permitieron anticipar con precisión la estrategia cognitiva activa durante la resolución de la tarea. Así, el video se consolidó como herramienta no invasiva y precisa.

Un aspecto resaltado fue la estandarización de las señales faciales entre animales distintos. Se observó que los mismos gestos indicaban una misma estrategia en diferentes individuos.

Esto sugiere que existen patrones biológicos comunes en la forma en que los ratones experimentan y resuelven problemas.

El método implicó decenas de sesiones y la grabación simultánea de comportamiento y actividad cerebral. Los resultados fueron verificados y replicados por diferentes algoritmos y validaciones cruzadas. La tecnología utilizada permitió detectar señales muy sutiles.

Los investigadores puntualizaron que el sistema no interpreta pensamientos personales ni intenciones ajenas, sino que identifica el modo de razonamiento adoptado.

La aplicación del modelo a otras especies y la medicina será objetivos de futuras investigaciones, siempre con especial cuidado ético, según los expertos.

Cuál es el potencial futuro del hallazgo

El equipo reconoció que la aplicación está restringida al contexto experimental y a ratones. No se demostró que el enfoque funcione igual en animales con cerebros más complejos o en humanos.

Recomendaron evaluar cuidadosamente los posibles riesgos en cuanto a privacidad mental y la manipulación de datos faciales.

Las limitaciones incluyen que solo se identifican estrategias cognitivas en tareas acotadas y no se accede a pensamientos, emociones personales o recuerdos específicos.

Igualmente, los resultados del trabajo podrían abrir nuevas vías para diagnosticar alteraciones neuronales o comportamientos anormales sin técnicas invasivas.

El desarrollo de sistemas precisos y éticos de observación cerebral es uno de los retos del campo en los próximos años, con un llamado a mantener el debate sobre el uso responsable de la tecnología.

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