Revelan mecanismo fisiológico de la atención

Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencia
Muchos de nosotros hemos tenido la experiencia de sentarnos en el sofá al final de un largo día con la televisión encendida, mientras dejamos que los pensamientos corran por nuestras cabezas. Y cuando finalmente miramos la pantalla, notamos que durante la última hora hemos estado viendo la misma película o episodio que vimos la semana pasada. Intuitivamente sabemos que cuando estamos prestando atención, nuestros sentidos toman muchos más detalles. Pero, ¿cuál es la conexión entre el acto de prestar atención y la percepción sensorial reflexiva?
Los estudios del comportamiento apoyan la intuición de que hay ciertamente una conexión importante, pero poca investigación ha investigado la base física de esta conexión.
Una investigación en el Instituto Weizmann de Ciencia que apareció recientemente en Current Biology ha revelado un mecanismo fisiológico que es controlado por la atención.
Los hallazgos, realizados en bigotes de rata, añaden un nuevo giro a nuestra comprensión de la percepción sensorial.
Las acciones reflejas son automáticas, subconscientes y sensibles. Prestar atención, por otro lado, es un acto más consciente de “cerebro superior”. ¿Cómo afecta el estado activo de la atención en nuestro cerebro a los reflejos sensibles de nuestros órganos sensoriales?
El Prof. Ehud Ahissar del Departamento de Neurobiología investiga estas cuestiones en los órganos sensoriales altamente sensibles de las ratas, sus bigotes.
Hace cinco años, él y su grupo habían identificado una reacción reflexiva en los bigotes cuando entraron en contacto con un objeto, que llamaron la “bomba inducida por contacto”, o TIP.
Esta es una vibración de entrada-salida, una acción que multiplica el número de contactos individuales y puede facilitar la detección de las propiedades del objeto.
Los investigadores notaron que el TIP aceleró después de que el objeto fue tocado. Se entiende que esta respuesta de alta velocidad es reflexiva; pero, sorprendentemente, los investigadores encontraron que se inicia sólo en algunos de los casos de tacto.

Tocar con intención
La Dra. Dana Sherman, entonces estudiante de investigación conjunta en el grupo de Ehud Ahissar y en el grupo del profesor David Harel del Departamento de Ciencias de la Computación y Matemáticas Aplicadas, desarrolló un modelo matemático que demostró un mecanismo en el cual la activación refleja surge dentro del circuito nervioso en el tronco encefálico.
Para entender lo que controla este mecanismo, Sherman examinó cuidadosamente el comportamiento de ratas que estaban explorando objetos nuevos y familiares. Ella y la estudiante de investigación Tess Oram midieron estas reacciones en ratas, que se les permitió explorar entornos variados en diferentes situaciones.
Encontraron que cuando una rata indicó su interés en un objeto -girando su cabeza- las ocasiones de una reacción refleja que ocurren eran mucho mayores.
Los hallazgos fueron bastante concluyentes: las respuestas reflejas se observaron menos del 30% del tiempo cuando el tacto fue aleatorio, mientras que la probabilidad de tal respuesta cuando la rata exploró un objeto con intención fue superior al 65%.
Ahissar explica que la percepción probablemente ocurre en “bucles cerrados” en los que las señales sensoriales se originan en el órgano sensorial, pasan al cerebro y luego regresan al órgano sensorial para reajustar el movimiento del sensor.
“La hipótesis es que tales bucles son las unidades básicas de la percepción. Para entender la percepción, necesitamos entender el funcionamiento de los bucles individuales y las interacciones entre ellos”, dice. “En este estudio, añadimos un nuevo ángulo que no ha sido investigado: un proceso perceptivo que incluye el efecto de los procesos mentales superiores en los bucles más básicos y reflexivos”.

Los bucles son las unidades básicas de la percepción
Para Ahissar, estos hallazgos también cierran una especie de círculo de investigación: “En mi laboratorio, comenzamos ´arriba´ en la corteza del cerebro, nos movimos hasta la investigación del tronco cerebral y, finalmente, de allí a los mismos bigotes.
Ahora hemos subido de nuevo de las puntas de los bigotes a los circuitos del cerebro superior. De alguna manera, esta subida refleja la evolución de la percepción sensorial en sí, ya que pasó de un reflejo básico a algo mucho más complejo”. Es decir, a algo que requiere un poco de atención. ■