Descubren que las ratas son capaces de imaginar lugares y objetos

Un nuevo estudio del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) ha descubierto que, a semejanza de los humanos, los animales también poseen imaginación, según publican en la revista ‘Science’.

Investigadores del Janelia Research Campus del HHMI han desarrollado un novedoso sistema que combina la realidad virtual y una interfaz cerebro-máquina para sondear los pensamientos internos de las ratas.

Durante el estudio, descubrieron que los roedores pueden pensar en lugares y objetos que no están justo delante de ellos, utilizando sus pensamientos para imaginar que caminan hacia un lugar o mueven un objeto remoto a un punto específico.

Al igual que los humanos, cuando los roedores experimentan lugares y acontecimientos, se activan patrones específicos de actividad neuronal en el hipocampo, una zona del cerebro responsable de la memoria espacial.

El nuevo estudio descubrió que las ratas pueden generar voluntariamente estos mismos patrones de actividad y hacerlo para recordar lugares remotos alejados de su posición actual.

“En efecto, la rata puede activar la representación de lugares del entorno sin desplazarse hasta ellos. Aunque su cuerpo físico esté fijo, sus pensamientos espaciales pueden ir a un lugar muy remoto”, explicó Chongxi Lai, postdoctorando en los laboratorios Harris y Lee y primer autor de un artículo que describe los nuevos hallazgos.

Esta capacidad de imaginar lugares alejados de la posición actual es fundamental para recordar sucesos pasados e imaginar posibles escenarios futuros.

Por tanto, el nuevo trabajo demuestra que los animales, al igual que los humanos, poseen una forma de imaginación, según los autores del estudio.

“Imaginar es una de las cosas más extraordinarias que puede hacer el ser humano. Ahora hemos descubierto que los animales también pueden hacerlo, y hemos encontrado una forma de estudiarlo”, subrayó Albert Lee, antiguo jefe de grupo en Janelia y ahora investigador del HHMI en el Centro Médico Beth Israel Deaconess.

Interfaz cerebro-máquina

El sistema utiliza una interfaz cerebro-máquina (IMC), que proporciona una conexión directa entre la actividad cerebral y un dispositivo externo. En el sistema del equipo, la IMC produce una conexión entre la actividad eléctrica del hipocampo de la rata y su posición en un escenario de realidad virtual de 360 grados.

El hipocampo almacena mapas mentales del mundo que intervienen en el recuerdo de acontecimientos pasados y la imaginación de escenarios futuros. El recuerdo implica la generación de patrones específicos de actividad en el hipocampo relacionados con lugares y acontecimientos. Pero nadie sabía si los animales podían controlar voluntariamente esta actividad.

El IMC permite a los investigadores comprobar si una rata puede activar la actividad del hipocampo con sólo pensar en un lugar del escenario sin ir físicamente a él, es decir, detectar si el animal es capaz de imaginar que va a ese lugar.

Esencialmente, el animal utiliza sus pensamientos para llegar a la recompensa pensando primero adónde tiene que ir para conseguirla. Este proceso de pensamiento es algo que los humanos experimentamos con regularidad.

Por ejemplo, cuando nos piden que vayamos a hacer la compra a una tienda conocida, nos imaginamos los lugares por los que pasaremos antes de salir de casa.

Tarea “Jedi”

En la segunda tarea, la tarea ‘Jedi’ (un guiño a La Guerra de las Galaxias), la rata mueve un objeto a un lugar sólo con el pensamiento.

La rata está fija en un lugar virtual, pero “mueve” un objeto hacia un objetivo en el espacio de realidad virtual controlando su actividad hipocampal, como una persona sentada en su oficina que imagina coger una taza junto a la cafetera y llenarla de café.

A continuación, los investigadores cambiaron la ubicación del objetivo, exigiendo al animal que produjera patrones de actividad asociados a la nueva ubicación.

El equipo descubrió que las ratas pueden controlar con precisión y flexibilidad su actividad hipocampal, del mismo modo que probablemente lo hacen los humanos.

Además, los animales son capaces de mantener esta actividad en el hipocampo durante varios segundos, un tiempo similar al que los humanos tardan en revivir hechos pasados o imaginar nuevos escenarios.

“Lo asombroso es cómo las ratas aprenden a pensar en ese lugar, y en ningún otro, durante un periodo de tiempo muy largo, basándonos en nuestra noción, quizá ingenua, de la capacidad de atención de una rata”, afirma Harris.

La investigación también demuestra que el IMC puede utilizarse para sondear la actividad del hipocampo, lo que proporciona un sistema novedoso para estudiar esta importante región del cerebro. Dado que la IMC se utiliza cada vez más en prótesis, este nuevo trabajo también abre la posibilidad de diseñar nuevos dispositivos protésicos basados en los mismos principios, según los autores