Este descubrimiento, publicado en Nature, surge de la observación de ratones navegando en entornos virtuales. Los investigadores del Janelia Research Campus registraron la actividad de decenas de miles de neuronas, revelando un mecanismo desconocido hasta ahora: el córtex visual codifica patrones visuales sin un objetivo preciso, optimizando así los aprendizajes futuros.
La exploración, un terreno fértil para el aprendizaje
El experimento llevado a cabo por los investigadores comparó dos grupos de ratones en un corredor virtual con múltiples texturas. El primer grupo recibía recompensas (agua) al asociar ciertas texturas con estímulos positivos, mientras que el segundo exploraba el mismo entorno sin ningún objetivo ni recompensa.
Gracias a una técnica de imagen avanzada, se registró simultáneamente la actividad de cerca de 90.000 neuronas. Los resultados muestran que los ratones de ambos grupos desarrollaron una plasticidad neuronal similar en su córtex visual medial, una región clave para el procesamiento de patrones.
La sorpresa vino de la velocidad de aprendizaje posterior: los ratones que simplemente exploraron el entorno sin recompensas aprendieron más rápido a asociar texturas y recompensas en una tarea siguiente. Esto sugiere que la exposición pasiva prepara al cerebro para codificar eficazmente nueva información, incluso sin motivación inmediata.
Dos sistemas complementarios
El estudio distingue dos mecanismos: el aprendizaje no supervisado (automático, mediante exposición) y el aprendizaje supervisado (guiado por objetivos). El primero crea una base de datos neuronal, mientras que el segundo asocia significados.
Los investigadores utilizaron un microscopio de excitación con dos fotones para seguir la actividad de las neuronas simultáneamente. Los datos muestran que las áreas visuales mediales se activan desde la exposición pasiva, mientras que las zonas frontales solo responden a tareas con recompensas.
Esta dualidad podría explicar por qué algunos aprendizajes, como el reconocimiento de imágenes o la navegación espacial, parecen intuitivos. El cerebro capitalizaría modelos preestablecidos durante la exploración, acelerando las fases de entrenamiento posteriores.