Pensar “fuera de la caja” exige suprimir una de las regiones más importantes del cerebro, afirma un nuevo estudio

Un estudio de la Universidad Emory determinó que la corteza prefrontal puede bloquear el aprendizaje de conductas más eficientes en ratones, un hallazgo que matiza la idea de que esa región cerebral siempre favorece la flexibilidad y que además podría ayudar a entender mecanismos vinculados con la neurodiversidad y algunos trastornos cognitivos en humanos, según informó el portal especializado en ciencia y salud Medical Xpress.

En los experimentos, la mitad de un grupo de 12 hembras adultas cambió a una estrategia guiada por sonido hacia el día cuatro, y todas lo hicieron para el día ocho. Cuando los investigadores silenciaron la corteza prefrontal medial, la mayoría aprendió esa estrategia auditiva en apenas dos o tres días.

El resultado, conforme al portal, sorprendió incluso a los autores. Robert Liu, profesor de biología en Emory y autor principal del trabajo, publicado en la revista Science Advances, indicó que demostraron que, en una conducta naturalista concreta de los ratones, la corteza prefrontal impide adoptar una estrategia nueva y mejor para resolver un problema.

Ese freno apareció en una tarea basada en un comportamiento propio de la especie: recuperar crías desplazadas para llevarlas de vuelta al nido. El equipo quiso observar cómo un ratón reemplaza desde cero una estrategia de decisión muy arraigada por otra más eficaz.

El hábito inicial compite con una mejor señal

Para estudiar ese cambio, los investigadores diseñaron pruebas con un laberinto en forma de T. Una hembra adulta se colocaba en el “nido”, en la base del recorrido, mientras un sonido artificial funcionaba como baliza en el brazo derecho o izquierdo, para señalar dónde el experimentador entregaría una cría como recompensa.

Al principio, las ratonas volvían al brazo donde habían encontrado la última cría, sin importar dónde sonara la señal. Esa respuesta corresponde a una estrategia de permanencia en la elección exitosa previa, un patrón que animales y personas suelen usar cuando algo ya funcionó antes.

Con ensayos repetidos, los animales empezaron a anular ese recurso menos eficiente y a usar el sonido para elegir primero el lado correcto y recibir antes la recompensa. Kai Lu, primer autor del artículo y becario posdoctoral en el laboratorio de Liu, comparó ese proceso con el aprendizaje del póker: los principiantes dependen más de probabilidades y memoria, pero el juego óptimo exige ajustar la estrategia en cada partida a partir de señales sutiles del entorno.

Los investigadores implantaron sondas de silicio en la corteza auditiva y en la corteza prefrontal medial de los ratones adultos. Así registraron cómo disparaban las neuronas de ambas regiones mientras los animales realizaban la tarea de recuperación.

Silenciar regiones cerebrales alteró el aprendizaje

El equipo, más tarde, utilizó métodos quimiogenéticos —que consisten en la manipulación de la actividad neuronal mediante compuestos químicos dirigidos a receptores específicos introducidos en las neuronas— para silenciar áreas concretas del cerebro en grupos distintos de hembras adultas. En una cohorte inhibieron la corteza auditiva; en otra, la corteza prefrontal medial, y luego repitieron el experimento.

Cuando se silenció la corteza auditiva, el aprendizaje basado en el sonido se deterioró, aunque no desapareció por completo, en comparación con los controles. La estrategia inicial continuó sólida y persistió incluso después de ocho días de entrenamiento en los animales que no llegaron a consolidar del todo la asociación sonora.

El resultado inverso apareció al desactivar la corteza prefrontal medial. Lejos de volver aleatorias las decisiones, como esperaban los autores, esa intervención aceleró el uso de la estrategia auditiva.

Luego restauraron la actividad en esa región y repitieron las pruebas. Los ratones volvieron a optar por la estrategia por defecto, lo que, de acuerdo con el portal, refuerza la idea de que la corteza prefrontal medial ayuda sobre todo a desplegar la respuesta basada en la experiencia previa, en lugar de facilitar la adopción de la señal más eficiente.

Para Liu, el hallazgo revela una paradoja: la región cerebral asociada al control y la planificación puede convertirse en un obstáculo para la creatividad. “‘Pensar fuera de la caja proverbial’ requiere suprimir esta parte del cerebro encargada de la toma de decisiones ejecutivas”, resumió.

Posibles aplicaciones en neurodiversidad y trastornos cognitivos

Los autores plantean que aprender una estrategia mejor exige superar una región cerebral que promueve activamente un hábito antiguo. Su hipótesis es que la corteza prefrontal medial ayuda a la mente a concentrarse en experiencias pasadas o en planes futuros, y que eso puede dificultar la formación de una conducta nueva.

Lu explicó: “En lugar de quedarse atrapado en el pasado o pensar en el futuro, uno necesita centrarse en el presente prestando atención al momento”.

El estudio también añade matices al papel atribuido a la corteza prefrontal, a menudo descrita como el sistema de gestión del cerebro por su relación con la memoria de trabajo, la toma de decisiones, el pensamiento flexible y las respuestas emocionales. En este caso, esa misma región actuó como obstáculo para adoptar una solución más eficaz.

El laboratorio de Liu ya realiza estudios con ratones modificados genéticamente para reflejar marcadores asociados con autismo en humanos. Además, trabaja con colaboradores para probar este modelo en adultos mediante técnicas no invasivas de neurociencia, entre ellas la estimulación magnética transcraneal —un procedimiento que utiliza pulsos magnéticos aplicados externamente sobre el cráneo—, que permite regular la actividad de células nerviosas en regiones específicas del cerebro.

El objetivo final, dijo Liu, es intentar desarrollar un esquema terapéutico basado en la relación entre la corteza prefrontal y los estímulos externos, para evaluar si puede ser útil en pacientes con trastornos cognitivos relacionados con la función ejecutiva.