Desafiando nuestros puntos de vista sobre la cognición: una nueva prueba de Johns Hopkins revela que los ratones piensan como bebés

Los científicos han descubierto que los ratones muestran un comportamiento estratégico en tareas de aprendizaje al participar en acciones exploratorias que inicialmente parecen errores. A través de experimentos, el estudio demostró que los ratones prueban hipótesis y ajustan sus estrategias en función de los resultados, desafiando la visión tradicional de los errores de los animales como simples errores. Esta comprensión de la cognición animal no sólo arroja luz sobre cómo piensan los ratones, sino que también establece paralelismos con el aprendizaje no verbal humano, allanando el camino para futuros estudios sobre las bases neuronales del pensamiento estratégico. Crédito: SciTechDaily.com

Un comportamiento «sorprendentemente estratégico» mejora nuestra comprensión de la cognición animal.

¿Son los ratones lo suficientemente inteligentes como para ser estratégicos?

Kishore Kuchibhotla, un neurocientífico de la Universidad Johns Hopkins que estudia el aprendizaje en humanos y animales, y que ha trabajado durante mucho tiempo con ratones, se preguntó por qué los roedores a menudo obtenían malos resultados en las pruebas cuando sabían cómo hacerlo bien. Con un sencillo experimento, y actuando como «un ratoncito psicólogo», él y su equipo lo descubrieron.

«Parece que una gran parte de esta diferencia entre conocimiento y desempeño es que el animal está entrando en una forma de exploración; lo que el animal está haciendo es muy inteligente», dijo. «Es difícil decir que los animales están formulando hipótesis, pero nuestra opinión es que los animales, como los humanos, pueden formular hipótesis y probarlas y pueden utilizar procesos cognitivos superiores para hacerlo».

El trabajo, que profundiza nuestra comprensión de la cognición animal y puede conducir a la identificación de la base neuronal para la elaboración de estrategias, se publicó en Biología actual.

El laboratorio de Kuchibhotla descubrió previamente que los animales saben mucho más sobre las tareas de lo que muestran en las pruebas. El equipo tenía dos teorías sobre lo que podría haber detrás de esta brecha. O los ratones estaban cometiendo errores porque estaban estresados ​​o estaban haciendo algo más decidido: explorar y probar sus conocimientos.

Perspectivas del experimento

Por ejemplo, a Kuchibhotla y Ziyi Zhu, un estudiante de posgrado que estudia neurociencia, se les ocurrió un nuevo experimento.

Los ratones escucharon dos sonidos. Para oír un sonido debían girar una rueda hacia la izquierda. Para el otro sonido, giraban la rueda hacia la derecha. Cuando los ratones se desempeñaron correctamente fueron recompensados.

Los investigadores observaron cómo al oír o escuchar un sonido en pruebas consecutivas, los ratones giraban la rueda hacia la izquierda durante un rato y luego cambiaban para girarla hacia la derecha, pareciendo cometer errores, pero en realidad lo hacían a propósito.

Durante las pruebas consecutivas, los ratones giraban la rueda hacia la izquierda durante un rato y luego cambiaban para girar hacia la derecha, aparentemente cometiendo errores pero en realidad siendo estratégicos. Crédito: Universidad Johns Hopkins

Comportamiento estratégico en ratones

«Descubrimos que cuando el animal está explorando, utiliza una estrategia realmente simple: ‘Voy a ir a la izquierda por un tiempo, resolveré las cosas y luego cambiaré e iré a la derecha por un rato’. mientras. mientras’”, dijo Kuchibhotla. «Los ratones son más estratégicos de lo que algunos podrían creer».

Zhu añadió: “Los errores durante el aprendizaje de los animales a menudo se consideran errores. Nuestro trabajo aporta nuevos conocimientos de que no todos los errores son iguales».

El equipo aprendió aún más sobre las acciones de los roedores eliminando la recompensa de la ecuación.

Cuando un ratón se desempeñó correctamente y no fue recompensado, inmediatamente duplicó la respuesta correcta cuando se volvió a probar.

«Si el animal tiene un modelo interno de la tarea, la falta de recompensa debería violar sus expectativas. Y si ese es el caso, debería afectar el comportamiento en ensayos posteriores. Y esto es exactamente lo que encontramos. En ensayos posteriores el animal «Lo hace mucho mejor», dijo Kuchibhotla. «El animal dice: ‘Oye, esperaba ser recompensado, pero no fue así, así que déjame probar mis conocimientos, déjame usar el conocimiento que tengo y veré si es bueno’. correcto’.»

Si el animal no tuviera un modelo interno de la tarea, no habría expectativas que violar y los ratones continuarían teniendo un desempeño deficiente.

«En una etapa muy temprana de aprendizaje, el animal tiene una expectativa y cuando la rompemos, cambia su estrategia», dijo Kuchibhotla. «Fue sorprendentemente estratégico».

Esta estrategia del ratón es comparable a la forma en que aprenden los bebés humanos no verbales. Ambos son altamente exploratorios y ambos pueden probar hipótesis de diversas maneras, dijo Kuchibhotla.

Durante los experimentos, Kuchibhotla dijo que se convirtió en «una especie de psicólogo de ratones» para interpretar su comportamiento. Al igual que trabajar con un bebé no verbal, él y Zhu tuvieron que inferir los procesos mentales subyacentes únicamente a partir del comportamiento.

«Eso es lo realmente divertido de este proyecto: tratar de descubrir qué está pensando el ratón», dijo. «Hay que pensar en ello desde la perspectiva del animal».

A continuación, el equipo espera determinar la base neuronal del pensamiento estratégico y cómo esas estrategias podrían compararse entre diferentes animales.

Referencia: «Los errores de rendimiento durante el aprendizaje de roedores reflejan una estrategia de selección dinámica» por Ziyi Zhu y Kishore V. Kuchibhotla, 26 de abril de 2024. Biología actual.
DOI: 10.1016/j.cub.2024.04.017

El estudio fue financiado por la Institutos Nacionales de Salud.