Conoce cómo el cerebro controla el rendimiento

Investigadores del Centro de Ciencia y Medicina Neural del Cedars-Sinaí y su Departamento de Neurocirugía, en Estados Unidos, han descubierto cómo las señales de un grupo de neuronas en el lóbulo frontal del cerebro dan a los seres humanos, simultáneamente, la flexibilidad para aprender nuevas tareas y la concentración para desarrollar habilidades muy específicas. Su investigación, publicada en la revista’ Science’, proporciona una comprensión fundamental del control del rendimiento, una función ejecutiva utilizada para gestionar la vida diaria.

El hallazgo clave del estudio es que el cerebro utiliza el mismo grupo de neuronas para la retroalimentación del rendimiento en muchas situaciones diferentes, ya sea que una persona esté intentando una nueva tarea por primera vez o trabajando para perfeccionar una habilidad específica.

«Parte de la magia del cerebro humano es su gran flexibilidad –destaca el doctor Ueli Rutishauser, catedrático de Neurocirugía, Neurología y Ciencias Biomédicas, director del Centro de Ciencia y Medicina Neural, titular de la Cátedra de Neurociencias del Consejo de Gobernadores y autor principal del estudio–. Diseñamos nuestro estudio para descifrar cómo el cerebro puede generalizar y especializarse al mismo tiempo, dos aspectos fundamentales para ayudarnos a perseguir un objetivo».

El control del rendimiento es una señal interna, una especie de retroalimentación autogenerada, que permite a una persona saber que ha cometido un error. Un ejemplo es la persona que se da cuenta de que ha pasado por un cruce en el que debería haber girado. Otro ejemplo es la persona que dice algo en una conversación y reconoce, tan pronto como las palabras salen de su boca, que lo que acaba de decir es inapropiado.

«Ese momento de ‘Oh, dispara’, ese momento de ‘¡Huy!’, es la monitorización del rendimiento que entra en acción», apunta Zhongzheng Fu, investigador postdoctoral en el Laboratorio Rutishauser en el Cedars-Sinai y primer autor del estudio.

Estas señales ayudan a mejorar el rendimiento en futuros intentos al transmitir información a las áreas del cerebro que regulan las emociones, la memoria, la planificación y la resolución de problemas. La monitorización del rendimiento también ayuda al cerebro a ajustar su enfoque señalando el grado de conflicto o dificultad que se ha encontrado durante la tarea. Así, un momento de «¡Huy!» puede hacer que alguien preste más atención la próxima vez que charle con un amigo o planifique una parada en la tienda de camino a casa desde el trabajo», explica Fu.

Para ver la monitorización del rendimiento en acción, los investigadores registraron la actividad de neuronas individuales en el córtex frontal medial de los participantes en el estudio. Los participantes eran pacientes con epilepsia a los que, como parte de su tratamiento, se les implantaron electrodos en el cerebro para ayudar a localizar el foco de sus ataques. En concreto, a estos pacientes se les implantaron electrodos en el córtex frontal medial, una región del cerebro que se sabe que desempeña un papel central en el control del rendimiento.

El equipo pidió a los participantes que realizaran dos pruebas cognitivas de uso común. En la tarea de Stroop, que enfrenta la lectura con la denominación de colores, los participantes vieron el nombre escrito de un color, como «rojo», impreso en tinta de un color diferente, como el verde, y se les pidió que nombraran el color de la tinta en lugar de la palabra escrita. «Esto crea un conflicto en el cerebro –explica Rutishauser–. Tienes décadas de entrenamiento en la lectura, pero ahora tu objetivo es suprimir ese hábito de lectura y decir el color de la tinta con la que está escrita la palabra en su lugar».

En la otra tarea, la Tarea de Interferencia Multifuente (MSIT), que consiste en reconocer números, los participantes veían tres dígitos numéricos en la pantalla, dos iguales y el otro único, por ejemplo, 1-2-2. La tarea del sujeto consistía en pulsar el botón asociado al número único -en este caso, el «1»- resistiendo su tendencia a pulsar el «2» porque ese número aparece dos veces. «Estas dos tareas sirven para comprobar cómo se realiza la autovigilancia en distintos escenarios que implican diferentes dominios cognitivos», señala Fu.

Mientras los sujetos realizaban estas tareas, los investigadores observaron dos tipos diferentes de neuronas en funcionamiento. Las neuronas del «error» se disparaban fuertemente después de cometer un error, mientras que las neuronas del «conflicto» se disparaban en respuesta a la dificultad de la tarea que el sujeto acababa de realizar.

«Cuando observamos la actividad de las neuronas de esta zona del cerebro, nos sorprendió que la mayoría de ellas sólo se activaran después de haber tomado una decisión o realizado una acción. Esto indica que esta área cerebral desempeña un papel en la evaluación de las decisiones después del hecho, en lugar de tomarlas», explica.

Hay dos tipos de control del rendimiento: el general y el específico. La supervisión del rendimiento en el ámbito general nos indica que algo ha ido mal y puede detectar errores en cualquier tipo de tarea, ya sea que alguien conduzca un coche, se desenvuelva en una situación social o juegue al Wordle por primera vez. Esto les permite realizar nuevas tareas con poca instrucción, algo que las máquinas no pueden hacer.

La monitorización del rendimiento en dominios específicos indica a la persona que ha cometido el error qué es lo que ha fallado, detectando errores concretos: que se ha saltado un turno, que ha dicho algo inapropiado o que ha elegido la letra equivocada en un puzzle. Esta es una de las formas en que las personas perfeccionan sus habilidades individuales. Sorprendentemente, las neuronas que señalaban información general y específica del dominio se entremezclaban en el córtex frontal medial.

«Solíamos pensar que había partes del cerebro dedicadas únicamente a la supervisión del rendimiento en el dominio general y otras sólo al dominio específico –comenta Rutishauser–. Nuestro estudio demuestra ahora que no es así. Hemos descubierto que el mismo grupo de neuronas puede realizar tanto la supervisión del rendimiento general como la específica del dominio. Cuando se escucha a estas neuronas, se pueden leer ambos tipos de información simultáneamente».

Para entender cómo interpretan estas señales otras áreas del cerebro, ayuda pensar en las neuronas como si fueran músicos de una orquesta, explica Rutishauser. «Si todos tocan al azar, los oyentes -en este caso las regiones del cerebro que reciben las señales- sólo oyen un conjunto de notas confusas –prosigue–. Pero si tocan una composición arreglada, es posible oír claramente las distintas melodías y armonías incluso con tantos instrumentos -o neuronas de control de la interpretación- tocando todos a la vez». Sin embargo, una señalización excesiva o insuficiente puede causar problemas, afirma.

La hiperactividad de la monitorización del rendimiento puede manifestarse como un trastorno obsesivo-compulsivo, que hace que una persona compruebe obsesivamente si hay errores que no existen. En el otro extremo se encuentra la esquizofrenia, en la que el control del rendimiento puede ser poco activo hasta el punto de que la persona no perciba los errores o lo inapropiado de sus palabras o acciones.

«Creemos que los conocimientos mecánicos que hemos obtenido serán fundamentales para perfeccionar los tratamientos de estos devastadores trastornos psiquiátricos», afirma Rutishauser.

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