El MIT descubre la capacidad del cerebro para localizar lugares sólo con el pensamiento
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que pensar en un lugar o una experiencia puede activar los mapas cognitivos del cerebro. Esto ocurre sin necesidad de movimiento físico ni estímulos sensoriales. La investigación desvela cómo el cerebro navega mentalmente, ofreciendo nuevas perspectivas sobre el aprendizaje y la memoria.
Los mapas cognitivos se almacenan en el hipocampo y el córtex entorrinal. Estos mapas nos ayudan a recordar lugares en los que hemos estado antes. El nuevo estudio, dirigido por el profesor asociado Mehrdad Jazayeri, demuestra que los mapas cognitivos se activan solo con el pensamiento, incluso sin movernos.
Mapas mentales activados por el pensamiento
Estudios anteriores han demostrado que el hipocampo y el córtex entorrinal son esenciales para cartografiar los espacios físicos. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se centraban en el movimiento físico. Los investigadores del MIT se propusieron averiguar si los mapas cognitivos también podían activarse a través del pensamiento.
En su experimento, el equipo entrenó a los animales para que utilizaran un joystick y navegaran por una secuencia de imágenes. Estas imágenes aparecían a intervalos regulares. Una vez que los animales aprendieron la tarea, los investigadores observaron su actividad cerebral. Descubrieron que los mismos mapas cognitivos utilizados para la navegación física se activaban durante las simulaciones mentales, incluso cuando las imágenes ya no eran visibles.
«Vimos que el mapa se activaba a medida que el animal navegaba mentalmente», explica Jazayeri. El equipo identificó distintos patrones de actividad en el córtex entorrinal. Estos patrones se producían mientras los animales pensaban en la secuencia de puntos de referencia, incluso sin moverse.
Mapas cognitivos confirmados por el comportamiento
Los investigadores necesitaban confirmar si los animales utilizaban mapas cognitivos o simplemente memorizaban las imágenes. Para comprobarlo, introdujeron nuevos pares de imágenes que los animales no habían visto nunca. Si los animales se basaban en la memorización, tendrían problemas con los nuevos pares. Sin embargo, los animales navegaron con éxito por los nuevos pares en el primer intento, lo que confirma el uso de mapas cognitivos.
«Los resultados fueron claros», informa el estudio. «Los animales navegaron mentalmente entre los nuevos pares inmediatamente». Esto demostró que los mapas cognitivos pueden funcionar sin movimiento físico.
Las neuronas revelan la navegación mental
Mientras los animales navegaban mentalmente, las neuronas del córtex entorrinal mostraban patrones específicos de actividad. El cerebro mostraba «baches» de respuestas que coincidían con el ritmo de los puntos de referencia, aunque las imágenes no fueran visibles. Estas respuestas seguían el mismo ritmo que cuando los animales navegaban físicamente.
Para comprender mejor el proceso, el equipo creó un modelo computacional. Conocido como modelo de atractor continuo, reproducía la actividad cerebral. El modelo demostró que el cerebro puede simular experiencias sensoriales a partir de patrones aprendidos, incluso sin recibir información sensorial real.
Estudios a favor de los mapas mentales
Los hallazgos del MIT se alinean con otros estudios sobre simulaciones mentales. En 2017, un estudio del University College de Londres (UCL) demostró que el hipocampo también está implicado en el «viaje mental en el tiempo.» Este proceso permite a las personas simular mentalmente eventos pasados o futuros. Los investigadores del UCL descubrieron que el cerebro utiliza las mismas áreas para imaginar eventos futuros y navegar por espacios físicos. Esto sugiere que los mapas cognitivos nos ayudan a pensar tanto en el espacio como en el tiempo.
En 2020, un estudio de la Universidad de Columbia exploró cómo los mapas cognitivos ayudan a las relaciones sociales. El estudio reveló que el hipocampo crea mapas mentales de las interacciones sociales. Estos mapas nos ayudan a predecir los resultados sociales, de forma parecida a cómo navegamos por los espacios físicos.
Implicaciones para la cognición humana
El estudio del MIT aporta nuevos conocimientos sobre cómo utilizamos las simulaciones mentales para pensar y planificar. Demuestra que los mapas cognitivos pueden activarse exclusivamente a través del pensamiento. Esto sugiere que la navegación mental es clave para que el cerebro organice la información.
Los estudios de la UCL y la Universidad de Columbia subrayan que los mapas cognitivos no sirven sólo para navegar por los espacios. También nos ayudan a procesar el tiempo y las interacciones sociales. Esto podría explicar por qué las personas con daños en el hipocampo tienen dificultades con la memoria, las situaciones sociales y la planificación del futuro.
Los investigadores del MIT se proponen ahora estudiar cómo se adaptan los mapas cognitivos a entornos más complejos. Estudiarán cómo se forman estos mapas cuando los puntos de referencia están espaciados de forma desigual u organizados de nuevas maneras. El equipo también quiere investigar cómo ayuda el hipocampo en el aprendizaje de nuevas tareas.
Aplicaciones para la memoria y el aprendizaje
Entender cómo funcionan los mapas cognitivos podría conducir a nuevos métodos para mejorar la memoria y el aprendizaje. El entrenamiento cognitivo centrado en la simulación mental podría mejorar el recuerdo y la navegación espacial. Esto sería especialmente útil para quienes padecen Alzheimer.
Jazayeri señaló: «Ahora tenemos una visión más clara de cómo organiza el cerebro la información durante las simulaciones mentales. Esto podría ayudar a desarrollar terapias para trastornos de la memoria y otros problemas cognitivos.»
El equipo también cree que estos hallazgos podrían influir en la inteligencia artificial (IA). Muchos sistemas de IA, especialmente los utilizados en navegación y aprendizaje, se inspiran en los mapas cognitivos del cerebro. Entender cómo funcionan estos mapas podría conducir a sistemas de IA más avanzados que simulen entornos y resuelvan tareas complejas sin información sensorial.
Futuras líneas de investigación
De cara al futuro, el equipo del MIT estudiará cómo funcionan los mapas cognitivos en distintas situaciones. Están especialmente interesados en saber cómo funcionan los mapas cuando los puntos de referencia están espaciados irregularmente o cuando se navega por entornos complejos. El equipo también quiere saber cómo se forman los mapas cognitivos en el cerebro y cómo el aprendizaje modifica este proceso a lo largo del tiempo.
Este estudio supone un gran paso adelante en la comprensión de cómo el cerebro simula el mundo que nos rodea. Aporta valiosas ideas sobre la memoria, la toma de decisiones y cómo pensamos en el futuro.
