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# Biología# Neurociencia

La respuesta del cerebro a elecciones aleatorias

Cómo diferentes instrucciones impactan la actividad cerebral durante tareas de toma de decisiones aleatorias.

― 7 minilectura


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El comportamiento aleatorio puede ser útil en muchas situaciones. Se puede ver en diversas áreas como escapar de depredadores, ser creativo, improvisar y tomar decisiones. Por otro lado, cuando alguien tiene problemas para actuar de manera aleatoria, puede estar relacionado con ciertos problemas de salud mental.

Los investigadores a menudo estudian cómo las personas crean secuencias aleatorias a través de tareas donde tienen que elegir opciones repetidamente de una manera que parece aleatoria. Estas tareas son complejas y requieren que el cerebro maneje varias cosas a la vez. Por ejemplo, las personas deben recordar sus elecciones anteriores, resistir patrones repetidos y mantener información relacionada con la tarea en su mente. Si estos procesos mentales no funcionan bien, puede llevar a sesgos en la toma de decisiones.

Áreas del cerebro involucradas en la generación de secuencias aleatorias

Aunque muchos estudios han examinado cómo funciona el cerebro cuando las personas toman decisiones, no se ha prestado mucha atención específicamente a cómo se crea el comportamiento aleatorio. Algunos investigadores han encontrado que una parte del cerebro llamada Corteza Prefrontal Dorsolateral Izquierda (DlPFC) juega un papel cuando las personas realizan tareas aleatorias. Esta área parece ayudar a detener patrones de pensamiento habituales que pueden interferir con las elecciones aleatorias. Otras regiones involucradas en estas tareas pueden incluir la Corteza Cingulada Anterior, la corteza premotora y partes de los lóbulos parietales.

Al alguna evidencia sugiere que a medida que las personas generan secuencias aleatorias más rápido, la actividad en sus cerebros parece cambiar. Cuando van más despacio, más partes del cerebro están activas, pero al ir más rápido, ciertas áreas muestran menos actividad.

Variación en las tareas de generación de secuencias aleatorias

Muchos estudios sobre la generación de secuencias aleatorias (RSG) no siguen un único método. En cambio, emplean diversas tareas e instrucciones sobre cómo actuar de manera aleatoria. Los participantes pueden elegir entre números, letras u otros elementos. La forma en que se les dice que sean aleatorios también puede diferir; algunos pueden ser invitados a pensar en opciones aleatorias, mientras que otros pueden ser recordados para evitar patrones.

Investigaciones recientes mostraron que la forma en que se dan las instrucciones puede afectar cuán bien los participantes crean secuencias aleatorias. En un estudio, diferentes grupos de participantes recibieron instrucciones variadas sobre cómo hacer elecciones. Algunos fueron instruidos para elegir aleatoriamente, mientras que otros podían elegir libremente o tenían que imitar el lanzamiento de una moneda. Los investigadores esperaban que estas diferentes instrucciones llevaran a diferencias en cuán aleatorias parecían sus elecciones.

Resumen del estudio

Este estudio tuvo como objetivo profundizar en cómo las diferentes instrucciones afectan las actividades del cerebro cuando se les pide a las personas que sean aleatorias. Los participantes debían hacer elecciones entre dos lados de una moneda mientras se registraba su actividad cerebral. Se dividieron en tres grupos. Un grupo fue instruido para hacer elecciones aleatorias, otro para elegir libremente y el último para simular un lanzamiento de moneda. Los investigadores querían saber si los métodos utilizados para provocar aleatoriedad llevarían a diferencias medibles en la actividad cerebral.

Esperaban encontrar patrones comunes de actividad cerebral en todas las tareas, pero también esperaban ver que ciertas regiones del cerebro se activaran más cuando los participantes estaban involucrados en un proceso particular. Anticiparon un aumento de actividad en el DLPFC y en varias otras regiones asociadas con tareas cognitivas.

Participantes y procedimientos

El estudio involucró a 90 participantes sanos que cumplían con los requisitos de seguridad para una resonancia magnética (MRI). Cada persona participó en una sesión que duró alrededor de 1.5 horas. Antes de que comenzara la tarea experimental, los participantes dieron su consentimiento y participaron en una sesión de entrenamiento para familiarizarse con la tarea. Una vez dentro del escáner MRI, completaron varias repeticiones de la tarea divididas en bloques. Cada bloque involucraba hacer elecciones basadas en las instrucciones proporcionadas.

Después de cada repetición, los participantes respondieron preguntas en una escala de no enfocado a muy enfocado y explicaron qué tan bien siguieron las instrucciones. Se permitieron descansos según fuera necesario.

Resultados del comportamiento: enfoque y adherencia a las instrucciones

La mayoría de los participantes informaron que estaban enfocados y dijeron que siguieron las instrucciones de cerca durante todo el experimento. Aunque parecía que hubo una ligera caída en la atención durante la tarea, la mayoría de la gente mantuvo su concentración. No encontraron ninguna diferencia significativa en cómo los participantes respondieron a las preguntas sobre enfoque y adherencia a las instrucciones en las tres condiciones.

Valor de proporción, duración de ejecución y tiempo de reacción

El valor de proporción muestra cuán equilibradas fueron las elecciones de caras y cruces. En este estudio, el grupo que tuvo que simular un lanzamiento de moneda tuvo las elecciones más equilibradas, mientras que el grupo de elección libre tendió más a elegir un lado. Este hallazgo sugiere que diferentes instrucciones pueden impactar cuán equilibradas son las elecciones de las personas.

Los tiempos de reacción variaron entre las diferentes tareas. El tiempo que se tomó para hacer elecciones fue más largo en el grupo de lanzamiento mental de moneda en comparación con el grupo de elecciones aleatorias. Esta variación en los tiempos de reacción refleja cómo los participantes se involucraron de manera diferente con las tareas.

Medidas de aleatoriedad: entropía condicional y orden de Markov

Los investigadores analizaron dos medidas de aleatoriedad: entropía condicional y orden de Markov. Ambas medidas ayudan a entender cuán aleatorias fueron las elecciones a lo largo del tiempo. Aunque hubo algunas diferencias en cómo variaron las secuencias entre los grupos, en general, los resultados mostraron que los participantes podían producir secuencias algo aleatorias en todas las tareas.

Resultados de imágenes: actividad neuronal compartida entre tareas

Al observar la actividad cerebral durante las tareas, los investigadores encontraron patrones comunes de activación en varias regiones del cerebro. La Red frontoparietal estuvo particularmente activa. Esta red está vinculada al control cognitivo y las capacidades de toma de decisiones, lo que tiene sentido dado las tareas involucradas.

Ciertas áreas del cerebro, incluyendo el Giro Frontal Inferior y la ínsula anterior, mostraron una activación elevada en todas las condiciones. Esto sugiere que estas regiones son importantes cuando las personas se involucran en comportamientos aleatorios, independientemente de las instrucciones específicas que se den.

Activaciones distintas entre tareas

Si bien hubo áreas de activación comunes, algunas regiones mostraron niveles diferentes de actividad según la tarea en cuestión. La tarea de lanzamiento mental de moneda exhibió una mayor activación en regiones relacionadas con la planificación motora y la simulación, lo que indica que esta tarea puede requerir más recursos cognitivos en comparación con las otras.

Los resultados también sugirieron un papel único para la corteza frontopolar durante las tareas de aleatoriedad explícitas. Esta región puede estar vinculada a funciones cognitivas de mayor nivel, destacando cómo las tareas pueden involucrar diferentes sistemas cerebrales.

Discusión e Implicaciones

Los hallazgos subrayan lo esencial que es considerar las instrucciones específicas proporcionadas en los estudios de generación de secuencias aleatorias. Varios procesos cognitivos subyacentes pueden conducir a resultados de comportamiento similares pero activar vías neuronales distintas.

Estos resultados enfatizan la complejidad de cómo operan nuestros cerebros cuando se les pide comportarse de manera aleatoria. También sugieren la necesidad de explorar más a fondo las diferencias individuales que pueden surgir de cómo se estructuran las tareas.

Conclusión

Este estudio arroja luz sobre cómo diferentes métodos para provocar aleatoriedad pueden resultar en una actividad cerebral variada. Entender cómo las personas generan aleatoriedad y los procesos cognitivos involucrados puede ayudar a los investigadores a diseñar mejores experimentos y mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro en la toma de decisiones y tareas creativas. Se necesita más investigación para explorar la importancia de los hallazgos y su aplicabilidad a otros escenarios cognitivos.

Fuente original

Título: Neural Correlates of Different Randomization Tasks

Resumen: In some cases, when we are making decisions, the available choices can appear to be equivalent. When this happens, our choices appear not to be constrained by external factors and instead we can believe to be selecting "randomly". Furthermore, randomness is sometimes even explicitly required by task conditions such as in random sequence generation (RSG) tasks. This is a challenging task that involves the coordination of multiple cognitive processes, which can include the inhibition of habitual choice patterns and monitoring of the running choice sequence. It has been shown that random choices are strongly influenced by the way they are instructed. This raises the question whether the brain mechanisms underlying random selection also differ between different task instructions. To assess this, we measured brain activity while participants were engaging in three different variations of a sequence generation task: Based on previous work, participants were instructed to either (1) "generate a random sequence of choices", (2) "simulate a fair coin toss", or (3) "choose freely". Our results reveal a consistent frontoparietal activation pattern that is shared across all tasks. Specifically, increased activity was observed in bilateral inferior and right middle frontal gyrus, left pre-supplementary motor area, bilateral inferior parietal lobules and portions of anterior insular cortex in both hemispheres. Activity in the mental coin toss condition was higher in right dorsolateral prefrontal cortex, left (pre-) supplementary motor area, a portion of right inferior frontal gyrus, bilateral superior parietal lobules and bilateral anterior insula. Additionally, our multivariate analysis revealed a distinct region in the right frontal pole to be predictive of the outcome of choices, but only when randomness was explicitly instructed. These results emphasize that different randomization tasks involve both shared and unique neural mechanisms. Thus, even seemingly similar randomization behavior can be produced by different neural pathways.

Autores: Maja Guseva, C. Bogler, C. Allefeld, E. B. Ziya, J.-D. Haynes

Última actualización: 2024-03-30 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586961

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586961.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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