El cerebro se reconfigura para permitir el verdadero multitasking

Investigadores de Georgetown University revelaron que el cerebro se reorganiza físicamente a medida que las personas dominan una habilidad, permitiendo que las tareas bien practicadas se vuelvan automáticas. Este hallazgo desafía la noción de que los humanos no pueden realizar verdaderas multitareas, sugiriendo que con suficiente experiencia, el cerebro puede ejecutar ciertas actividades simultáneamente, en lugar de simplemente alternar entre ellas.

El descubrimiento podría tener implicaciones más allá de la vida cotidiana. Podría ayudar a los científicos a entender mejor cómo se forman los hábitos, por qué algunos comportamientos son difíciles de cambiar y cómo los futuros sistemas de inteligencia artificial podrían mejorar en la adquisición de nuevas habilidades a partir del aprendizaje previo.

"Hemos dado otro paso en nuestra comprensión de cómo aprende el cerebro", afirmó Maximilian Riesenhuber, PhD, profesor de neurociencia en Georgetown University School of Medicine y codirector del Center for Neuroengineering. "Lo alentador es que realmente se puede aprender a multitask. Existe una forma de remodelar la arquitectura de tu cerebro y utilizar otras partes de él".

La automatización de habilidades aprendidas

La investigación amplió décadas de trabajo sobre cómo el cerebro adquiere nuevas habilidades. Si bien los científicos han aprendido mucho sobre las primeras etapas del aprendizaje, se sabía mucho menos sobre lo que ocurre después de que una habilidad ha sido practicada extensamente y se vuelve casi sin esfuerzo.

Conducir es un ejemplo familiar, explicó Riesenhuber. Aprender a conducir inicialmente requiere atención constante, pero años de experiencia permiten a muchas personas mantener una conversación, escuchar música o reflexionar sobre un problema mientras conducen de manera segura.

"La pregunta es: ¿cómo lo hace tu cerebro?" preguntó Riesenhuber.

Escaneos cerebrales revelan un cambio en los circuitos neuronales

Para investigar, el equipo de investigación pidió a voluntarios que clasificaran imágenes morfadas de automóviles en dos categorías, identificando diferencias visuales sutiles. Los participantes completaron más de 30,000 pruebas de clasificación durante un período de 5 a 10 semanas utilizando una aplicación para smartphones diseñada como un juego.

Los investigadores examinaron los cerebros de los participantes con escáneres de fMRI y EEG antes de que comenzara el entrenamiento y nuevamente después de que terminó el período de práctica.

Al principio del aprendizaje, la tarea de clasificación activaba principalmente la corteza prefrontal, la región responsable de funciones ejecutivas como la planificación, el razonamiento y la toma de decisiones conscientes. Dado que esta parte del cerebro generalmente maneja una tarea exigente a la vez, se ha visto durante mucho tiempo como un gran límite para el multitasking.

Sin embargo, después de semanas de práctica, la actividad cerebral cambió. La misma tarea de categorización ahora era manejada principalmente por la corteza temporal, una región involucrada en la memoria y el reconocimiento de objetos complejos.

"Estudios anteriores han mostrado que partes de la corteza temporal pueden ser activadas por categorías de objetos particulares en observadores experimentados, como aves, automóviles e incluso Pokémon, pero una limitación de todos esos estudios es que solo observaron después de que las personas se convirtieron en expertos. La fuerza de este estudio es que es longitudinal; medimos antes y después del entrenamiento, por lo que podemos ver que el entrenamiento extenso esencialmente colocó un área selectiva por categoría en el lóbulo temporal que no estaba allí antes", comentó Patrick Cox, PhD, quien comenzó el estudio como estudiante de posgrado en el laboratorio de Riesenhuber y ahora es profesor asistente de psicología en Lehigh University.

"Esto tiene implicaciones para escenarios del mundo real, como cuando un radiólogo puede clasificar con precisión masas en una radiografía como benignas o malignas de manera bastante automática, a menudo sin deliberación extensa, gracias a años de entrenamiento", agregó Cox.

Cómo el reacomodo cerebral habilita el multitasking

Los investigadores encontraron que la información de la nueva área selectiva de automóviles en la corteza temporal podía eludir la corteza prefrontal y viajar directamente a las regiones cerebrales responsables de generar respuestas.

"La experiencia remodela el cerebro para eludir ese cuello de botella frontal. La corteza prefrontal se mantiene libre para lo que desees hacer, aumentando tu capacidad", explicó Riesenhuber.

El equipo también halló que cuanto más se "descargaba" la tarea de clasificación de automóviles de la corteza prefrontal, mejor rendían los participantes en una segunda tarea al mismo tiempo.

Ese resultado desafía la creencia ampliamente aceptada de que las personas no pueden realizar verdaderas multitareas. En cambio, muchos científicos han argumentado que el cerebro simplemente alterna la atención entre tareas tan rápidamente que crea la ilusión de hacer ambas al mismo tiempo.

"Lo que mostramos es que la circuitería realmente cambia para que el cerebro pueda hacer dos cosas a la vez", afirmó Riesenhuber. "Esto es realmente un multitasking verdadero".

Qué significan los hallazgos para los hábitos y la IA

Los resultados también pueden proporcionar nuevas perspectivas sobre comportamientos compulsivos. Dado que los comportamientos bien aprendidos se trasladan a circuitos cerebrales que dependen menos del control consciente, simplemente intentar pensar en otra cosa puede no ser suficiente para romper un hábito no deseado.

"El primer paso para desaprender algo es entender dónde ocurre realmente en el cerebro", dijo Riesenhuber. "Esto muestra por qué estrategias como decirle a alguien que piense en otra cosa no ayudan realmente, porque no tienen el comportamiento bajo control consciente".

Los investigadores también creen que los hallazgos pueden ayudar a explicar por qué los humanos continúan desarrollando nuevas habilidades a lo largo de la vida, mientras que los sistemas de IA actuales aún luchan por aprender continuamente sin interrumpir el conocimiento previamente adquirido.

Según Riesenhuber, transferir una habilidad bien aprendida a la corteza temporal libera a la corteza prefrontal para enfocarse en nuevos desafíos, permitiendo que el conocimiento existente sirva de base para el aprendizaje futuro. Los sistemas de IA actuales generalmente carecen de ese tipo de arquitectura flexible.

El equipo ahora planea investigar exactamente qué señales mueven el aprendizaje de una región cerebral a otra y determinar qué tipos de tareas pueden eventualmente realizarse en paralelo.

"Otra pregunta realmente interesante es qué tipos de tareas pueden aprenderse lo suficientemente bien como para hacerse en paralelo", dijo Cox. "Podemos caminar y masticar chicle al mismo tiempo, pero mirar nuestros teléfonos para enviar un mensaje de texto mientras conducimos nunca será seguro, porque apartamos la vista de la carretera. Se reduce a poder entrenar circuitos neuronales completamente separados para que dos tareas se vuelvan compatibles".

El estudio, "La experiencia extensa remodela la circuitería de tareas neuronales para escapar del cuello de botella frontal y aumentar la automaticidad de la categorización", fue publicado el 4 de junio en el Journal of Cognitive Neuroscience.

Además de Riesenhuber y Cox, el equipo de investigación incluyó a Clara A. Scholl, Marissa L. Laws, Nelson E. Jaimes y Xiong Jiang de Georgetown University. El trabajo fue apoyado por la National Science Foundation (BCS-1232530), la ARCS Foundation y el Army Research Laboratory (W911NF-24-1-0097). Los autores no informaron intereses financieros personales relacionados con el estudio.