Mecanismos Neuronales en la Toma de Decisiones Perceptivas
Antecedentes
Integración y Comparación de Impulsos Neuronales
Las decisiones perceptivas dependen de la integración y comparación de impulsos de diferentes grupos neuronales especializados, como los responsables de la dirección del movimiento o la localización de sonidos. La corteza temporal ventral, por ejemplo, contiene grupos de neuronas especializadas en percibir rostros y casas.
Estudios en monos han comparado las diferencias de actividad entre neuronas sensibles a movimientos de puntos (neuronas visuales) y neuronas cuya actividad aumenta hasta que se da la respuesta (neuronas que comparan y toman la decisión). La tasa de actividad de estas últimas es menor cuando la decisión es difícil.
La corteza prefrontal dorsomedial (CPFDL/DLPFC) compara los impulsos de las neuronas sensoriales.
Hipótesis
Se plantea la hipótesis de que las neuronas de la CPFDL que toman decisiones reúnen dos condiciones:
- Mayor actividad cuando la decisión es fácil o clara (sobre el umbral de percepción) a favor de una categoría (rostro o casa) que cuando está cerca del umbral (más difícil de distinguir).
- Su actividad correlaciona con la diferencia en los impulsos procedentes de las dos regiones sensoriales. Es decir, una mayor diferencia entre la actividad de las dos regiones perceptivas (en la corteza temporal ventral) lleva a mayor actividad en la CPFDL, y una menor diferencia lleva a menor actividad.
Objetivos
El objetivo principal es determinar si existe en el ser humano un mecanismo similar al observado en monos, donde la actividad cortical es proporcional a la diferencia entre regiones sensoriales sensibles a rostros y casas. Se busca identificar la ubicación de este mecanismo.
Hipótesis Adicional
Se plantea la hipótesis de que las áreas de nivel superior (que toman la decisión), como la corteza prefrontal dorsolateral (CPFDL), comparan los impulsos de regiones sensoriales de bajo nivel para tomar una decisión.
Método General
El estudio se divide en dos partes:
- Experimento conductual
- Localización por neuroimagen de las regiones sensoriales
Se utilizaron 12 sujetos en cada parte. La variable independiente fue la tarea de decidir si una imagen era un rostro o una casa. Los estímulos consistieron en 38 imágenes de rostros y casas, presentadas en dos modalidades (2×2):
- Fáciles (por encima del umbral de percepción)
- Difíciles (cerca del umbral de percepción, con «ruido»)
Las variables dependientes fueron:
- Ejecución conductual (identificación, aciertos y errores en porcentaje)
- Resonancia magnética funcional (RMf, fMRI)
Tarea Experimental
- Cuatro tipos de estímulos: rostros/casas, fácil/difícil
- El nivel de «ruido» reduce la evidencia sensorial disponible
- Criterio de ejecución: porcentaje de aciertos
Resultados – Primera Parte
Identificación de Regiones Especializadas
Se identificaron dos poblaciones neuronales especializadas que se activan en cada sujeto para rostros (área facial fusiforme) y casas. Se consideraron solo los ensayos correctos.
Percepción de Formas
La percepción de formas se asocia con la corteza temporal inferior, región ventral. Estas regiones especializadas son dependientes de la experiencia previa.
Activación de la Red Atencional
Cuando la distinción es difícil (cercana al umbral), se activa la red atencional (sistema frontoparietal de la atención):
- Campo ocular frontal (AB 6)
- Campo ocular suplementario
- Regiones parietales (surco intraparietal, IPS)
Otras regiones involucradas incluyen la ínsula y la corteza parietal posterior. La tarea difícil exige asignar más recursos atencionales.
Activación de Regiones de «Alto Nivel»
Cuando la decisión es fácil (sobre el umbral), se activan regiones de «alto nivel»:
- Surco frontal superior (AB 8/9) en la corteza prefrontal dorsolateral (porción posterior)
- Corteza cingulada posterior
- Circunvolución frontal superior (AB 9)
Método – Segunda Parte
- Se promedió la señal de resonancia magnética (BOLD) de los dos grupos de neuronas especializadas (rostros, casas).
- Se calcularon las puntuaciones diferenciales a lo largo del tiempo.
- Se identificaron las regiones cerebrales con una activación que correlaciona con las diferencias entre imágenes fáciles y difíciles.
- Se determinó cuál de ellas mostraba respuestas más intensas durante las decisiones fáciles.
Resultados – Segunda Parte
La única región que cumple todos los requisitos es la corteza prefrontal dorsolateral (AB 8/9), específicamente el surco frontal superior (AB 8/9) en la corteza prefrontal dorsolateral izquierda. Se observó una predicción de la realización de la tarea conductual según la actividad medida por resonancia magnética funcional. A mayor actividad, mayor diferencia a favor de una categoría (más aciertos).
Conclusiones
Integración de la Actividad Neuronal Sensorial
Las decisiones perceptivas resultan de la integración o comparación de la actividad de dos poblaciones neuronales sensoriales especializadas. El mecanismo se encuentra en la CPFDL izquierda, la cual se activa más en decisiones fáciles que en difíciles. Su actividad correlaciona con la diferencia entre las señales de las regiones de rostros y casas de la corteza temporal ventral (a mayor aporte sensorial de una de las dos categorías, más fácil es la decisión). Además, predice la ejecución conductual.
Comparación con Estudios en Monos
Estos resultados son paralelos a los registros unicelulares en monos, donde se observa mayor actividad neural cuanto más fuerte es la señal de movimiento de puntos o flechas en una pantalla.
Participación de la Red Atencional
En la toma de decisiones difíciles participan regiones de la «red atencional», pero estas no cumplen los requisitos de toma de decisiones.
Función General de la Corteza Prefrontal Dorsolateral
La corteza prefrontal dorsolateral no es específica de la tarea. Desempeña funciones generales en la toma de decisiones (validación convergente). Aparece en otras tareas, lo que sugiere una función general. Las lesiones de la corteza prefrontal dorsolateral posterior impiden la ejecución de tareas de discriminación condicionada. Estudios posteriores han relacionado esta región con decisiones con valor motivacional o carácter emocional.