Investigadores del Instituto Picower del MIT informan que las ondas giratorias de actividad neuronal ayudan al cerebro a recuperar el enfoque después de una distracción. En estudios con animales, la extensión de estas rotaciones rastreó el rendimiento: rotaciones completas se alinearon con respuestas correctas, mientras que ciclos incompletos se vincularon a errores. El tiempo entre una distracción y la respuesta también importó, sugiriendo un ciclo de recuperación dependiente del tiempo.
Tan fácilmente como la mente puede desviarse del curso, también puede refocalizarse. Investigadores del Instituto Picower de Aprendizaje y Memoria del MIT describen cómo podría funcionar eso: en un estudio con animales, observaron actividad neuronal sincronizada que aparece como una onda giratoria a través de la corteza, guiando el pensamiento de vuelta a la tarea en cuestión.
"Las ondas giratorias actúan como pastores que dirigen la corteza de vuelta al camino computacional correcto", dijo el autor principal Earl K. Miller, Profesor Picower en el Instituto Picower y el Departamento de Ciencias del Cerebro y Cognitivas del MIT.
Tamal Batabyal, un investigador postdoctoral en el Instituto Picower, lideró el trabajo, que se publicó el 3 de noviembre de 2025 en la Journal of Cognitive Neuroscience.
Durante los experimentos, los animales realizaron una tarea de memoria de trabajo visual que ocasionalmente se interrumpía por distracciones. El rendimiento típicamente disminuía —produciendo errores o tiempos de reacción más lentos— mientras los científicos registraban actividad eléctrica de cientos de neuronas en la corteza prefrontal, una región central para la cognición superior.
Para examinar cómo poblaciones de neuronas se coordinaban a lo largo del tiempo, el equipo aplicó un enfoque matemático que llaman codificación de subespacio. Después de las distracciones, la actividad trazó una trayectoria giratoria en este subespacio —un efecto que Miller comparó con “los estorninos murmurando en el cielo”, circulando de vuelta a la formación. El grado de rotación predijo el comportamiento: cuando las distracciones se superaban, la actividad neuronal formaba un círculo completo; cuando no, la rotación se quedaba corta en promedio unos 30 grados y progresaba más lentamente. La recuperación mejoraba cuando transcurría más tiempo entre la distracción y la respuesta requerida, permitiendo que la rotación se completara.
Notablemente, estas rotaciones aparecían solo después de las distracciones —independientemente del tipo probado— y no surgían espontáneamente durante la tarea.
Las rotaciones matemáticas reflejan ondas viajeras físicas
Aunque la codificación de subespacio es una representación abstracta, mediciones directas indicaron una onda viajera real girando a través de la corteza a la misma velocidad que la rotación observada en el subespacio. “No hay razón en principio por la que una rotación en este subespacio matemático deba corresponder directamente a una rotación en la superficie de la corteza”, dijo Miller. “Pero lo hace. Eso me sugiere que el cerebro está usando estas ondas viajeras para realmente hacer cómputo, cómputo analógico. El cómputo analógico es mucho más eficiente en energía que el digital y la biología favorece soluciones eficientes en energía. Es una forma diferente, y más natural, de pensar sobre el cómputo neuronal.”
Los coautores incluyen a Scott Brincat, Jacob Donoghue, Mikael Lundqvist y Meredith Mahnke. El estudio fue apoyado por la Oficina de Investigación Naval, el Centro Simons para el Cerebro Social, la Fundación Freedom Together y el Instituto Picower de Aprendizaje y Memoria.
