Statistical analysis of neural correlates in decision-making

Resumo

Durante esta tesis hemos investigado los procesos neuronales que se producen durante tareas de toma de decisiones, tareas basadas en un juicio lógico de clasificación perceptual. Para este propósito hemos analizado tres paradigmas experimentalsdiferents (somatosensorial, visual y auditivo) en dos especies diferentes (monos y ratas), con el objetivo de ilustrar cómo las neuronas codifican la información referentes a las tareas. En el capítulo 2 estudiamos una tarea de discriminación vibrotáctil, los sujetos deben discriminar entre dos frequencias separadas en el tiempo por 3 segundos. Esta tarea a sido diseñada por R.Romo (ver Romo et al 2000). En la versión del pareadigma analizadao en esta tesis esta versión los autores, introducen un segundo retardo entre el final del lsegundo estímulo y la acción motora ( Lemus et al PNAS 2007) . De esta manera obligan al sujeto a que mantenga en la memoria su elección, permitiendonos hacer preguntas acerca de los mecanismos internos que permitan aplazar decisiones. Se analizó la tasa de disparo( r (t)) de un conjunto de neuronas individuales registradas en el área MPC. También tratamos de entender, mediante el uso de dos Modelos matemáticos , el posibles mecanismos que generen esta dinámica neuronal. En el capítulo 3 se estudiaron neuronas individuales de ratas mientras estas realizaban una tarea de discriminación auditiva durante diferentes estados cerebrales. Este experimento nos permitió hacernos las siguientes preguntas: ¿Como varian las dinámicas de las neuronas A1 durante los diferentes estados cerebrales? o , ¿Que cantidad de información sobre de la respuesta (derecha, izquierda) codifican las neuronas A1? ¿Varía cantidad bajo los diferentes estados cerebrales? Para contestar estas preguntas se estudió la relación entre la tasa de disparo (r (t)) de las neuronas A1 y la respuesta conductual a través de estados cerebrales. En el capítulo 4 estudiamos un parámetro interno com es la confiacza del sujeto en la respuesta, y cómo esta se codifica en las neuronas. Se estudiaron las neuronas de la corteza premotora ventral mientras que los monos realizaban la tarea de discriminación visual (véase Pardo-Vazquez 2008) . Para entender cómo se codifica la confianza en el cerebro se estudia la tasa de disparo (t)) de las neuronas de PMV . Pero como confianza puede variar de un ensayo a otro apesar de que la dificultad sea la misma, hace falta usar una técnica que nos permita analizar los ensayos uno a uno en una ventana de tiempo grande sin pérdida de información. Para este propósito se utilizó la información más cruda que tenemos, los trenes de espigas, en lugar de la tassa de disparo utilizada en los capítulos anteriores. Encontramos tres possibles mecanismos por los cuales una neuronas puede estar correlacionada con la confianza. El primero mediante un ¿switch¿ temporal, el segundo mediante diferentes niveles de actividad y el tercero por un sistema de dos tipos de ensayos que se interpretarian como dos estados diferentes del confianza. En el último capítulo damos un giro completo a los puntos de vista anteriores. En los capítulos anteriores se relacionó la actividad neuronal con una cierta arameter . En este capítulo, nuestro objetivo es el estudio de la interacción entre las distitntas áreas corticales para caracterizar los fujos de comunicación. En particular, se analizó en qué medida estas comunicaciones dependian de las diferentes etapas de la tarea de discriminación : la codificación sensorial, memoria de trabajo, y la toma de decisiones. Para ello se analizaron los datos simultaneously registrados mientras que los monos realizaban la tarea de discriminación vibrotáctil y también una versión pasiva de la tarea. Los datos corresponden a las siguientes áreas corticales (S1, S2 , SMA , DPC , y M1). Nuestros resultados fueron: 1) El numeros de comunicaciones entre las areas es mas o menos constante durante todo el tiempo y entre todas las areas. 2) Durante la tarea pasiva los canales de comunicación solo estan abiertos hasta la llegada del primer estimulo. Despues del primer estimulo todos los canales se cierran. 3) Las diferencias entre las dos tareas no estan en la capacidad de las neurones en ser comunicativas, pues lo son en ambas tareas, sino en el processo de comunicarse entre ellas.