La investigación sugiere que los circuitos, que se encuentran en los ganglios basales, seleccionan las mejores asociaciones sensorio-motoras para generar los cursos de acción más gratificantes. El modelo computacional puede dar cuenta de las diversas funciones en las que participan los circuitos (tomar decisiones, adquirir habilidades mediante aprendizaje por refuerzo y planificar rutas), entre otras.
Los modelos anteriores de los ganglios basales se han centrado en el papel de los circuitos en el control motor. El nuevo modelo propone un marco computacional más completo que puede explicar tanto las funciones motoras como cognitivas de esta área del cerebro.
"Nuestro objetivo era comprender el cálculo que tiene lugar en los ganglios basales en diferentes especies y comportamientos, y proporcionar un marco computacional unificador que dé cuenta de todas las diferentes funciones en las que los ganglios basales han estado implicados", dijo el autor principal Samuel A. Musallam, PhD, profesor asociado de neurociencia en la Universidad de California, Irvine.
"El nuevo modelo nos permite comprender los mecanismos neuronales que dan lugar al comportamiento en muchas escalas de tiempo, desde ajustes rápidos de movimientos en respuesta a recompensas y errores inmediatos, hasta el aprendizaje a largo plazo de secuencias de comportamiento que se desarrollan durante muchos segundos", dijo. dicho.
La investigación fue publicada el 30 de agosto en la revista Neuron.
El modelo puede explicar cómo los animales realizan una variedad de tareas sensoriomotoras en el mundo natural, incluidos movimientos hábiles para alcanzar objetivos visuales, planificar las trayectorias de los movimientos oculares para seleccionar objetos objetivo para fijar mientras buscan comida y adquirir lenguaje a través del aprendizaje asociativo. .
"El modelo revela mecanismos computacionales comunes entre especies y tareas", dijo Musallam. "A pesar de las grandes diferencias en los sistemas motor y cognitivo entre animales, los ganglios basales parecen utilizar principios de cálculo similares independientemente de si el sistema controla los movimientos de alcance o los movimientos oculares; y estos principios se comparten en diferentes tareas como la planificación motora y Toma de decisiones."
Musallam y su equipo están utilizando ahora el modelo para hacer predicciones más precisas que puedan probarse con registros neuronales en animales de experimentación. También planean utilizar el modelo para desarrollar nuevas estrategias de tratamiento para enfermedades neurológicas que afectan a los ganglios basales, como la enfermedad de Parkinson.
