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# Biología # Neurociencia

Cómo nuestros cerebros aprenden de las elecciones

Explora cómo el cerebro conecta las elecciones y los resultados.

Phillip P. Witkowski, Lindsay Rondot, Zeb Kurth-Nelson, Mona M. Garvert, Raymond J Dolan, Timothy E. J. Behrens, Erie D. Boorman

― 9 minilectura


Aprender del cerebro a Aprender del cerebro a través de elecciones decisiones y los resultados. Descubre cómo el cerebro procesa las
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Nosotros, los humanos, junto con nuestros amigos animales, tenemos un talento único para entender lo que nos rodea. Tomamos decisiones basadas en lo que vemos y luego evaluamos cómo resultaron esas decisiones. Esta habilidad no es solo por diversión; es esencial para sobrevivir. ¿Por qué? Porque nos ayuda a conectar los puntos entre nuestras acciones y sus resultados. ¿Alguna vez has intentado cocinar una comida que terminó sabiendo a cartón? Eso es un resultado de aprender de elecciones pasadas.

Una situación particularmente complicada ocurre cuando hay un retraso entre hacer una elección y ver su resultado. Imagina que estás cocinando. Puedes decidir agregar solo una pizca de sal, pero no sabrás cómo afecta al platillo hasta que esté todo cocido y servido. A veces, incluso tienes que manejar múltiples decisiones a la vez, con cada paso potencialmente cambiando el sabor. Esto puede dificultar ver cómo tus elecciones impactan el resultado final. Aun así, nuestros cerebros son increíblemente buenos para resolver todo esto, incluso si la ciencia detrás de ello puede ser un poco confusa.

El Rol de Regiones Clave del Cerebro

Una parte del cerebro llamada córtex orbitofrontal lateral (lOFC) juega un papel importante en ayudarnos a aprender de nuestras elecciones. Estudios han demostrado que el lOFC puede ayudar a conectar resultados específicos con las decisiones que los causaron. En monos, si el lOFC se daña, tienen problemas para hacer las conexiones correctas, dando crédito sin querer a las decisiones equivocadas. Esto muestra que el lOFC es crucial para entender la causalidad en nuestro proceso de toma de decisiones.

Además, la investigación ha destacado la importancia de otra área: el Hipocampo (HC). Esta región es famosa por su rol en la memoria, pero también ayuda a reinstaurar recuerdos cuando necesitamos recordar elecciones pasadas. Imagina que estás en un buffet y luchas por recordar qué platillo tenía ese delicioso sabor. El HC está ahí para recordarte para que puedas tomar una mejor decisión la próxima vez.

La Relación Causal Entre Decisiones y Resultados

Entender la relación causal entre decisiones y resultados es como jugar un juego de conectar los puntos. En nuestra vida diaria, saber qué acciones llevan a los resultados deseados es clave. Cuando cocinamos, a menudo tenemos que adivinar qué ingredientes crearán el mejor sabor. Este enfoque de prueba y error es cómo aprendemos.

¿Pero qué pasa cuando hay un retraso? En el ejemplo de cocinar, después de agregar una especia, solo sabrás si funcionó después de esperar a que el platillo se cocine. ¡Aquí es donde el cerebro se pone creativo! Se basa en experiencias y conocimientos pasados para rastrear esas conexiones, incluso si los resultados no aparecen de inmediato.

La Importancia de la Memoria en el Aprendizaje

Nuestro cerebro utiliza la memoria para navegar tareas complejas. Por ejemplo, al preparar un platillo, nuestro cerebro retiene las elecciones anteriores en la memoria mientras esperamos ver el resultado. Este acto de malabarismo cognitivo nos permite aprender eficientemente de nuestras acciones. Si tu último experimento con demasiada pimienta dejó tu pasta sabiendo a un fogón, es probable que lo recuerdes la próxima vez que cocines.

La capacidad de mantener información sobre decisiones y sus posibles resultados ayuda a tomar mejores decisiones en el futuro. Es como tener una libreta mental donde anotas lecciones aprendidas después de cada sesión de cocina.

Una Tarea de Aprendizaje para Probar Decisiones y Resultados

Los investigadores han desarrollado tareas para ver qué tan bien las personas pueden rastrear relaciones entre sus decisiones y resultados bajo varias condiciones. En una tarea, los participantes eligen entre dos formas para ganar tarjetas de regalo. Suena simple, ¿verdad? ¡Pero espera! La vuelta es que los resultados dependen de probabilidades que cambian a lo largo del juego.

En esta tarea, los participantes están motivados a elegir sabiamente, ya que su puntuación final depende de tomar buenas decisiones. Aprenden que ciertas formas están vinculadas a recompensas específicas y tratan de maximizar sus posibilidades de ganar.

Transiciones Directas e Indirectas

Cuando las personas toman decisiones, pueden ver el resultado inmediatamente (transición directa) o después de hacer otra elección (transición indirecta). En la condición de transición directa, los participantes ven el resultado justo después de su decisión. Es como probar un platillo inmediatamente después de agregar un nuevo ingrediente. Sin embargo, en la condición de transición indirecta, hacen otra elección antes de descubrir el resultado de su decisión anterior. Esto es similar a esperar a que un pastel se hornee antes de saber si agregaste demasiado azúcar.

Asignación de Crédito y Relaciones de Elección

Los investigadores utilizaron métodos estadísticos para analizar cómo los participantes tomaron decisiones basadas en resultados previos. En la condición de transición directa, las personas tendían a dar crédito a su elección más reciente cuando veían el resultado. Aprendieron a asociar sus decisiones actuales con éxitos (o fracasos) anteriores de manera eficiente. En contraste, la condición de transición indirecta mostró cómo los participantes tenían que esperar antes de dar crédito a sus elecciones anteriores.

Este retraso dificultó asignar crédito con precisión, destacando cómo nuestros cerebros se adaptan a tareas complejas. Cuanto más intrincada es la tarea, más difícil se vuelve vincular acciones y resultados.

Los Mecanismos del Cerebro para la Asignación de Crédito

Los investigadores querían entender cómo el cerebro asigna crédito cuando hay un retraso. Propusieron que el cerebro podría crear un recuerdo de la elección justo cuando llega la retroalimentación. Esto significa que incluso si se tomó una decisión antes, el cerebro puede "recordarla" cuando se revela el resultado.

Cuando los participantes en estos estudios recibieron retroalimentación, sus cerebros procesaron elecciones anteriores para entender los próximos pasos. Esto ayuda a crear un vínculo fuerte entre decisiones y sus resultados, incluso cuando la conexión no fue inmediata.

El Rol del lFPC

Durante tareas que requerían que los participantes esperaran retroalimentación, el polo frontal lateral (lFPC) se volvió esencial. Esta parte del cerebro ayuda a llevar un registro de las elecciones durante el período de espera. Al mantener información sobre qué elecciones se hicieron, el lFPC apoya el proceso de asignación de crédito después. Si piensas en el lFPC como un asistente confiable que te recuerda tus elecciones mientras esperas, ¡estás en el camino correcto!

Hallazgos sobre Representaciones de Elección

Los investigadores encontraron que patrones específicos de actividad cerebral indicaban qué tan bien los participantes podían recordar elecciones y resultados. Por ejemplo, al ver retroalimentación, ciertas regiones del lOFC y del HC "se iluminaban", mostrando que estaban procesando esta información. Esto significa que cuando los participantes aprendieron sobre resultados, sus cerebros estaban activamente decodificando sus elecciones anteriores.

Estos hallazgos apoyan la idea de que nuestros cerebros están trabajando continuamente para hacer conexiones entre acciones y resultados. No se trata solo de la última elección; se trata de recordar experiencias pasadas para tomar decisiones informadas en el futuro.

La Memoria del Cerebro sobre Identidad

Otro hallazgo emocionante de la investigación involucró la identidad de los estímulos independiente de la tarea. El HC no solo recuerda elecciones previas, sino que también puede reconocer las formas o elementos relacionados con esas elecciones durante la retroalimentación. Esto significa que cuando se proporciona retroalimentación, el HC recuerda la identidad de las formas elegidas, ayudando aún más a hacer conexiones entre elecciones y resultados.

Conexiones Entre Diferentes Regiones del Cerebro

El estudio reveló conexiones fuertes entre el lFPC, lOFC y HC durante el proceso de toma de decisiones. Cuando el lFPC estaba activo, ayudaba a asegurar que se hicieran las conexiones correctas en el lOFC y HC al procesar resultados. Este trabajo en equipo hace que todo el sistema sea más eficiente en la asignación de crédito.

Imagina estas regiones como una banda bien orquestada: el lFPC mantiene el ritmo, mientras que el lOFC y el HC manejan la melodía. Juntos, crean música hermosa—bueno, al menos en el mundo de la toma de decisiones.

Por Qué Es Importante

Entender cómo el cerebro aprende de las decisiones tiene grandes implicaciones. Nos da un vistazo de cómo podemos mejorar nuestras habilidades de toma de decisiones en la vida real. Este conocimiento puede aplicarse en varios campos, incluyendo educación, terapia y hasta inteligencia artificial.

Al aprender cómo nuestros cerebros vinculan decisiones a resultados, podemos navegar mejor por el mundo que nos rodea, tomar decisiones más inteligentes y quizás incluso cocinar una comida que no sepa a cartón.

Conclusión

En conclusión, nuestros cerebros son máquinas maravillosas capaces de aprender relaciones complejas entre decisiones y resultados. El lOFC, HC y lFPC trabajan juntos para ayudarnos a llevar un registro de qué decisiones llevaron a qué resultados, incluso cuando hay retrasos o distracciones.

La interacción entre estas regiones nos permite aprender y adaptarnos, asegurando que tomemos decisiones informadas en el futuro. A medida que profundizamos en la comprensión de estos procesos, no solo estamos descubriendo cómo funciona el cerebro, también estamos desenterrando formas de mejorar nuestras capacidades de aprendizaje y toma de decisiones en la vida cotidiana. ¿Y quién sabe? Tal vez algún día, todos los grandes cocineros del mundo tengan un equipo cerebral de élite ayudándoles a evitar desastres culinarios.

Fuente original

Título: Neural mechanisms of credit assignment for delayed outcomes during contingent learning

Resumen: Adaptive behavior in complex environments critically relies on the ability to appropriately link specific choices or actions to their outcomes. However, the neural mechanisms that support the ability to credit only those past choices believed to have caused the observed outcomes remain unclear. Here, we leverage multivariate pattern analyses of functional magnetic resonance imaging (fMRI) data and an adaptive learning task to shed light on the underlying neural mechanisms of such specific credit assignment. We find that the lateral orbitofrontal cortex (lOFC) and hippocampus (HC) code for the causal choice identity when credit needs to be assigned for choices that are separated from outcomes by a long delay, even when this delayed transition is punctuated by interim decisions. Further, we show when interim decisions must be made, learning is additionally supported by lateral frontopolar cortex (lFPC). Our results indicate that lFPC holds previous causal choices in a "pending" state until a relevant outcome is observed, and the fidelity of these representations predicts the fidelity of subsequent causal choice representations in lOFC and HC during credit assignment. Together, these results highlight the importance of the timely reinstatement of specific causes in lOFC and HC in learning choice-outcome relationships when delays and choices intervene, a critical component of real-world learning and decision making.

Autores: Phillip P. Witkowski, Lindsay Rondot, Zeb Kurth-Nelson, Mona M. Garvert, Raymond J Dolan, Timothy E. J. Behrens, Erie D. Boorman

Última actualización: 2024-12-12 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.06.606895

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.06.606895.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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