Averiguar cómo pedalear en una bicicleta y la memorización de las reglas de ajedrez requieren dos tipos diferentes de aprendizaje, y ahora, por primera vez, los investigadores han sido capaces de distinguir cada tipo de aprendizaje por el cerebro-los patrones de ondas que produce.

Estos neuronales distintas firmas podía guiar a los científicos el estudio de la neurobiología subyacente de cómo se aprenden las habilidades motoras y el trabajo a través de complejas tareas cognitivas, dice Earl K. Miller, el Picower Profesor de Neurociencias en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria y el Departamento del Cerebro y las Ciencias Cognitivas, y autor principal de un artículo que describe los hallazgos en la Oct. 11 edición de la Neurona.

Cuando el fuego de las neuronas, que producen señales eléctricas que se combinan para formar las ondas cerebrales que oscilan a frecuencias diferentes. «Nuestro objetivo final es ayudar a las personas con déficit de aprendizaje y memoria», señala Miller. «Podríamos encontrar una manera de estimular el cerebro humano o optimizar el entrenamiento de las técnicas para mitigar los déficits.»

El neuronales firmas podría ayudar a identificar los cambios en las estrategias de aprendizaje que se producen en enfermedades tales como la enfermedad de Alzheimer, con un ojo para el diagnóstico de estas enfermedades anteriores o mejora de determinados tipos de aprendizaje para ayudar a los pacientes a lidiar con el trastorno, dice Romano F. Loonis, un estudiante graduado en el Laboratorio de Miller y primer autor del papel. Picower del Instituto científico de investigación de Scott L. Brincat y ex MIT postdoc Evan G. Antzoulatos, ahora en la Universidad de California en Davis, son co-autores.

Explícito versus aprendizaje implícito

Los científicos solían pensar que todo aprendizaje es el mismo, Miller explica, hasta que aprendieron acerca de los pacientes, tales como el famoso Henry Molaison o «H. M.,» que desarrolló severa amnesia en 1953, después de tener la parte de su cerebro eliminado en una operación para controlar sus ataques epilépticos. Molaison podía recordar a desayunar un par de minutos después de la comida, pero él fue capaz de aprender y retener las habilidades motoras que aprendió, tales como la localización de los objetos, como una estrella de cinco puntas en un espejo.

«H. M. y otros amnésicos fue mejor en estas habilidades a lo largo del tiempo, incluso a pesar de que no tenía memoria de hacer estas cosas antes», dice Miller.

La brecha reveló que el cerebro se involucra en dos tipos de aprendizaje y memoria explícita e implícita.

Explícito de aprendizaje «es el aprendizaje que tiene conciencia, cuando usted piensa acerca de lo que estás aprendiendo y que puede expresar lo que ha aprendido, como la memorización de un largo pasaje en un libro o aprender los pasos de un complejo juego como el ajedrez,» Miller explica.

«Aprendizaje implícito es el opuesto. Usted podría llamar la habilidad motora de aprendizaje o la memoria muscular, el tipo de aprendizaje que no tiene acceso consciente a, como aprender a montar en bicicleta o a hacer malabares,» él agrega. «Al hacer esto usted consigue mejor y mejor, pero realmente no se puede articular lo que está aprendiendo.»

Muchas tareas, como aprender a jugar una nueva pieza de música, requieren ambos tipos de aprendizaje, señala.

Las ondas cerebrales de estudios anteriores

Cuando el MIT, los investigadores estudiaron el comportamiento de los animales el aprendizaje de las diferentes tareas, se encontraron signos de que las diferentes tareas pueden requerir ya sea explícito o implícito de aprendizaje. En las tareas que requiere la comparación y la coincidencia de dos cosas, por ejemplo, los animales parecían utilizar ambas respuestas correctas e incorrectas para mejorar sus próximos partidos, lo que indica una forma explícita de aprendizaje. Pero en una tarea donde los animales aprendieron a mover su mirada en una dirección o en otra, en respuesta a diferentes patrones visuales, que sólo ha mejorado su rendimiento en respuesta a las respuestas correctas, lo que sugiere aprendizaje implícito.

Lo que es más, los investigadores encontraron que estos diferentes tipos de comportamiento son acompañados por diferentes patrones de ondas cerebrales.

Durante explícita de tareas de aprendizaje, hubo un aumento de la alfa 2-adrenérgicos beta ondas cerebrales (que oscilan de 10 a 30 hertz) siguiendo una correcta elección, y un aumento de la delta-ondas theta (de 3 a 7 hertz) después de una incorrecta elección. La alfa2-ondas beta aumenta con el aprendizaje durante las tareas explícitas, luego disminuyó a medida que el aprendizaje avanzado. Los investigadores también observaron signos de una neuronales pico en la actividad que se produce en respuesta al comportamiento de los errores, llamado de eventos relacionados con la negatividad, sólo en las tareas que se pensaba que requieren explícito de aprendizaje.

El aumento de la alfa-2-beta ondas cerebrales durante explícito de aprendizaje «podría reflejar la construcción de un modelo de la tarea,» Miller explica. «Y, a continuación, después de que el animal aprende la tarea, la alfa-beta ritmos luego se caen, porque el modelo ya está construido».

Por el contrario, el delta-theta ritmos sólo con el aumento de respuestas correctas durante una tarea de aprendizaje implícito, y disminuyeron durante el aprendizaje. Miller dice que este patrón podría reflejar neural «recableado» que codifica la habilidad de motor durante el aprendizaje.

«Esto nos mostró que hay diferentes mecanismos en juego durante explícita frente de aprendizaje implícito,» él observa.

Futuro Impulso para el Aprendizaje

Loonis dice que las ondas cerebrales de las firmas puede ser especialmente útil en la conformación de cómo enseñar o entrenar a una persona, ya que aprender una tarea específica. «Si podemos detectar el tipo de aprendizaje que va, entonces podemos ser capaces de mejorar o proporcionar comentarios mejor para esa persona,» él dice. «Por ejemplo, si se está utilizando de aprendizaje implícito más, lo que significa que es más probable basándose en la retroalimentación positiva, y podríamos modificar su aprendizaje para tomar ventaja de eso.»

El neuronales firmas también podría ayudar a detectar trastornos tales como la enfermedad de Alzheimer en una etapa anterior, Loonis dice. «En la enfermedad de Alzheimer, un tipo de hecho explícito el aprendizaje desaparece con la demencia, y no puede haber una reversión a un tipo diferente de aprendizaje implícito,» él explica. «Porque el sistema de aprendizaje es abajo, usted tiene que confiar en la otra».

Estudios anteriores han demostrado que ciertas partes del cerebro como el hipocampo están más estrechamente relacionados con el aprendizaje explícito, mientras que las áreas tales como los ganglios basales están más involucrados en el aprendizaje implícito. Pero Miller dice que las ondas cerebrales de estudio indica que «una gran cantidad de solapamiento entre los dos sistemas. Comparten muchas de las mismas redes neuronales.»

La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de la Salud Mental y el Instituto Picower del Fondo de Innovación.

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