Investigadores descifran las vías neuronales de la flexibilidad cognitiva entre especies

PEKÍN, China, 20 de mayo de 2025 – En un exhaustivo artículo de revisión publicado hoy por Genomic Press, neurocientíficos han revelado los complejos mecanismos neuronales que permiten la generalización cognitiva—la capacidad crucial de adaptar el aprendizaje de experiencias previas a nuevos escenarios—en diferentes especies. La investigación mapea estas vías neuronales desde el hipocampo hasta la corteza, proporcionando conocimientos que podrían transformar potencialmente nuestra comprensión de condiciones como la enfermedad de Alzheimer y los trastornos del espectro autista.

Cómo los cerebros aplican conocimientos previos a nuevas situaciones

La capacidad de transferir el aprendizaje de experiencias previas a circunstancias novedosas representa uno de los aspectos más fundamentales de la flexibilidad cognitiva y es vital para la supervivencia de las especies. Sin embargo, hasta ahora, los mecanismos neuronales subyacentes que conectan diferentes regiones cerebrales en roedores, primates y humanos han permanecido poco comprendidos.

"La generalización cognitiva es esencialmente cómo los organismos toman lo que han aprendido y lo aplican a nuevas situaciones", explica la Dra. Zhenzhen Quan del Instituto de Tecnología de Pekín, autora correspondiente del estudio. "Si bien esta flexibilidad mental mejora la supervivencia, la arquitectura neural que la sustenta ha sido una especie de caja negra hasta hace poco".

El equipo de investigación analizó exhaustivamente datos de numerosos estudios realizados en roedores, primates no humanos y humanos para establecer un marco cohesivo para entender cómo diferentes regiones cerebrales contribuyen a la generalización cognitiva.

La base hipocampal de la generalización

Los hallazgos del equipo revelan que el hipocampo juega un papel crítico en la generalización cognitiva a través de dos procesos clave: el remapeo y la reproducción.

"Nuestro análisis muestra que la actividad de remapeo hipocampal—donde las neuronas reorganizan sus patrones de activación en respuesta a nuevos entornos—crea reglas abstractas durante la generalización", señala el Dr. Da Song, coautor del estudio. "Diferentes subregiones hipocampales manejan distintos tipos de memoria, permitiendo un procesamiento especializado de las experiencias".

Los investigadores descubrieron que durante las ondas agudas-ripples, un patrón de ondas cerebrales distintivo, el hipocampo reproduce experiencias en secuencias temporales comprimidas. Este mecanismo de reproducción parece ser fundamental para extraer características comunes entre diferentes experiencias, formando la base para la generalización.

¿Podrían estos patrones de reproducción hipocampal servir como potenciales biomarcadores para la detección temprana de enfermedades neurodegenerativas? Los autores sugieren que esta posibilidad merece una exploración más profunda, especialmente dadas las alteraciones de estos patrones observadas en condiciones como la enfermedad de Alzheimer.

Regiones corticales: Las redes ejecutivas de la generalización

La revisión destaca tres áreas corticales críticas involucradas en la generalización cognitiva:

Corteza prefrontal: Emerge como esencial para la categorización basada en reglas en todas las especies estudiadas, procesando abstracciones tanto de bajo como de alto nivel que permiten a los organismos identificar patrones en diversas experiencias.

"La corteza prefrontal demuestra una notable consistencia entre especies en su papel de abstraer reglas a partir de experiencias", explica el Profesor Hong Qing, autor principal del Instituto de Tecnología de Pekín y la Universidad MSU-BIT de Shenzhen. "Esta conservación evolutiva sugiere su importancia fundamental para la flexibilidad cognitiva".

Corteza orbitofrontal: Impulsa la toma de decisiones basada en valores y decisiones basadas en conceptos, ayudando a los organismos a determinar qué experiencias vale la pena generalizar en función de resultados previamente aprendidos.

Corteza parietal posterior: Guía la generalización a través del procesamiento perceptual de experiencias pasadas, sirviendo como un búfer de historia sensorial que influye en cómo se categorizan las nuevas percepciones.

Lo que hace particularmente significativos estos hallazgos es la identificación de los circuitos neuronales integrados que conectan estas regiones. La investigación demuestra cuán similares son estas estructuras cerebrales y sus comportamientos asociados entre especies, sugiriendo una conservación evolutiva de estos mecanismos cognitivos críticos.

Implicaciones para trastornos neurológicos

El análisis del equipo va más allá de la función cerebral normal para examinar cómo las alteraciones en la generalización cognitiva se manifiestan en varias condiciones neurológicas.

"Los pacientes con enfermedad de Alzheimer muestran un deterioro significativo en la generalización de la memoria, que se correlaciona con la pérdida de volumen hipocampal", señala la Dra. Quan. "De manera similar, las personas con trastorno del espectro autista a menudo luchan con la abstracción de reglas y la formación de representaciones prototípicas, reflejando una posible disfunción en el procesamiento prefrontal".

Estas conexiones entre los déficits de generalización cognitiva y los trastornos neurológicos abren nuevas vías para posibles enfoques diagnósticos e intervenciones terapéuticas. ¿Podría un entrenamiento que específicamente se dirija a los procesos de generalización ayudar a mitigar los síntomas en estas condiciones? Esta sigue siendo una pregunta intrigante para futuras investigaciones.

Direcciones futuras

A medida que avanza la tecnología de investigación, los autores sugieren varias direcciones prometedoras para investigaciones adicionales, incluyendo un mapeo más detallado de las conexiones hipocampo-corticales que apoyan la generalización y el desarrollo de enfoques terapéuticos dirigidos a estas redes.

"Comprender las bases neuronales de la generalización cognitiva podría conducir a intervenciones novedosas para condiciones donde la flexibilidad en el pensamiento está deteriorada", sugiere el Profesor Qing. "Nuestro próximo desafío es traducir estos conocimientos en aplicaciones prácticas que puedan beneficiar a los pacientes".

El análisis integral no solo aclara los fundamentos neuronales de la generalización cognitiva, sino que también sugiere direcciones prometedoras para intervenciones dirigidas a trastornos neurológicos relacionados. Al tender un puente entre los modelos animales y los estudios humanos, la investigación proporciona un marco traslacional que podría acelerar el desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos.

El artículo en Brain Medicine titulado "Mecanismos neuronales de la generalización cognitiva entre especies: Del hipocampo a la corteza", está disponible gratuitamente mediante Acceso Abierto desde el 20 de mayo de 2025 en Brain Medicine en el siguiente hipervínculo: https://doi.org/10.61373/bm025w.0047.

Acerca de Brain Medicine: Brain Medicine (ISSN: 2997-2639, en línea y 2997-2647, impreso) es una revista de investigación médica de alta calidad publicada por Genomic Press, Nueva York. Brain Medicine es un nuevo hogar para la vía interdisciplinaria desde la innovación en neurociencia fundamental hasta iniciativas traslacionales en medicina cerebral. El alcance de la revista incluye la ciencia subyacente, causas, resultados, tratamientos e impacto social de los trastornos cerebrales, a través de todas las disciplinas clínicas y su interfaz.

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