Es posible que finalmente hayamos descubierto los secretos de cómo nuestros cerebros registran el tiempo

Puede que ni siquiera te des cuenta de que lo estás haciendo, pero cada vez que cantas una canción, tocas un instrumento, golpeas una raqueta de tenis o incluso tienes una conversación, tu cerebro lleva la cuenta del tiempo.

Es posible que finalmente hayamos descubierto los secretos de cómo nuestros cerebros registran el tiempo

Sabe exactamente cuándo tocar la nota correcta o balancear el bate para golpear la pelota, y sabe por el ritmo de la voz de una persona cuándo es el momento de hablar.

Durante décadas se creyó que teníamos un reloj cerebral interno; uno que es diferente de nuestro reloj biológico, capaz de registrar un intervalo de tiempo sin la necesidad de un reloj o cronómetro, pero una nueva investigación ha descubierto lo contrario.

Al estudiar la actividad cerebral en monos, investigadores del MIT han descubierto que en lugar de un reloj centralizado, o marcapasos, que siempre registra los pasos del tiempo para todo el cerebro, las neuronas en las partes de nuestro cerebro necesarias para ciertas actividades cambian su comportamiento dependiendo de qué intervalo de tiempo se necesita.

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Dependiendo del intervalo de tiempo requerido, estas neuronas comprimen o estiran los pasos que dan para generar un comportamiento en un momento específico. Por ejemplo, cuando se juega béisbol, el cerebro usa varios estímulos para establecer la ubicación de la pelota y las neuronas necesarias para hacer que usted balancee el bate cambiarán su velocidad de la misma manera, para que el bate se conecte con la pelota en el momento correcto. .

“Lo que encontramos es que es un proceso muy activo. El cerebro no está esperando pasivamente a que un reloj llegue a un punto en particular”, dijo el autor principal Mehrdad Jazayeri, miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT.

Uno de los primeros modelos de control de tiempo, conocido como el “modelo acumulador de reloj”, sugirió que cada uno de nosotros tiene un marcapasos interno que marca el tiempo para el resto del cerebro. Una versión posterior de este modelo avanzó en esta teoría, sugiriendo que en lugar de usar un marcapasos central, el cerebro mide el tiempo rastreando la “sincronización entre diferentes frecuencias de ondas cerebrales”.

Estas teorías “no concuerdan bien con lo que hace el cerebro”, explicó Jazayeri. Es decir, porque nadie ha encontrado evidencia de este reloj central. Esto llevó a Jazayeri y su equipo a preguntarse si las partes del cerebro que controlan los comportamientos que necesitan una sincronización precisa podrían realizar la función de sincronización por sí mismas.

“La gente ahora se pregunta por qué el cerebro querría gastar tiempo y energía para generar un reloj cuando no siempre es necesario. Para ciertos comportamientos, es necesario sincronizar, por lo que tal vez las partes del cerebro que se ocupan de estas funciones también puedan hacerlo”, continuó.

En un intento por abordar su teoría, los investigadores registraron la actividad neuronal de tres regiones del cerebro (la corteza frontal dorsomedial, el caudado y el tálamo) en monos mientras realizaban una tarea en dos intervalos de tiempo diferentes: 850 milisegundos o 1500 milisegundos.

Los investigadores encontraron un patrón complicado de actividad neuronal durante estos intervalos. Algunas neuronas se dispararon más rápido, otras se dispararon más lento y algunas que habían estado oscilando comenzaron a oscilar más rápido o más lento. Sin embargo, el descubrimiento clave fue que no importaba cómo respondieran las neuronas, la velocidad a la que ajustaban su actividad dependía del intervalo de tiempo requerido.

Cuando el intervalo requerido fue más largo, las neuronas tardaron más en llegar al llamado “estado final”, o el punto en el que se requiere la acción. Cuando el intervalo era más corto, las neuronas eran más rápidas; pateando para estar listo antes.

Si bien se observó un patrón neural distintivo en la corteza frontal dorsomedial, un área del cerebro involucrada en los procesos cognitivos, y el caudado, responsable del control motor, la inhibición y algunos tipos de aprendizaje, se detectó un patrón diferente en la región responsable de habilidades motoras y sensoriales, el tálamo. En lugar de alterar la velocidad de su trayectoria, muchas de las neuronas simplemente aumentaron o disminuyeron su velocidad de activación, según el intervalo requerido.

Jazayeri dijo que es probable que esto se deba a que el tálamo le dice a la corteza cómo ajustar su actividad para rastrear la hora correcta.

El trabajo sigue la investigación de Jazayeri de 2015 en la que probó la capacidad de los humanos para medir y reproducir el tiempo mediante una tarea llamada “listo, listo, listo”. En este experimento, el voluntario midió el tiempo entre dos destellos (“listo” y “listo”) y luego presionó un botón (“ir”) en el momento adecuado.

Este estudio reveló que no medimos simplemente un intervalo y lo reproducimos. Más bien, después de medir un intervalo combinamos esa medida, que es imprecisa, con un conocimiento previo de lo que podría haber sido el intervalo. Este conocimiento previo, que se acumula a medida que repetimos una tarea, nos permite reproducir el intervalo con mayor precisión. Es por eso que las personas que practican tenis o piano mejoran gradualmente su tiempo y habilidad.

“Cuando las personas reproducen el tiempo, no parecen usar un cronómetro”, dijo Jazayeri en ese momento. “Es un acto activo de inferencia probabilística que continúa”.

El equipo ahora espera estudiar cómo el cerebro genera los patrones neuronales observados durante intervalos de tiempo variables, y también cómo nuestras expectativas influyen en nuestra capacidad para producir diferentes intervalos. Por ejemplo, si estamos emocionados por algo, eso hace que el tiempo parezca que va más lento en anticipación.