Inferir la estrategia conductual latente a partir de la geometría representacional de la actividad de la corteza prefrontal

Planes ocultos dentro del cerebro pensante

Cuando sigues una receta o llevas la cuenta de una lista de compra cambiante, tu cerebro debe actualizar constantemente qué recordar y qué descartar. Los científicos saben que podemos usar distintos “planes” internos para ello, incluso cuando nuestro comportamiento exterior parece el mismo. Este estudio plantea una pregunta aparentemente simple: al mirar directamente la actividad cerebral, ¿podemos averiguar qué plan oculto está usando un animal para mantener cosas en la memoria?

Dos maneras de llevar la cuenta de lo último

Los investigadores entrenaron a dos monos para realizar una tarea de movimientos oculares exigente que sondeaba la memoria de trabajo —la libreta mental que usamos para mantener información brevemente. En cada ensayo, los animales fijaban un punto central mientras un cuadrado rojo aparecía en una de cuatro ubicaciones y luego desaparecía. Tras un breve retraso, aparecía un segundo ítem: bien otro objetivo rojo o bien un distractor verde en una ubicación diferente. Tras un segundo retraso, el punto central desaparecía, indicando al mono que moviera los ojos a la ubicación del objetivo más reciente. A veces ese era el segundo ítem; otras, había que ignorar el distractor y volver al lugar del primer objetivo.

Intercambio silencioso frente a actualización constante

Estudios en humanos sugieren al menos dos estrategias generales para tareas así. En una, denominada “recuperar al recordar” en la literatura técnica, el cerebro almacena en silencio varios ítems en compartimentos internos separados sin decidir cuál importa. Solo cuando aparece una señal recupera el ítem relevante y lo coloca en un formato especial de “lectura” que puede guiar el comportamiento. En la otra, un estilo de “repasar y actualizar”, el cerebro mantiene siempre el ítem actualmente importante en ese formato de lectura, revisándolo activamente cada vez que llega nueva información. En apariencia, ambas estrategias pueden producir el mismo movimiento ocular correcto, de modo que el comportamiento por sí solo no revela cuál se está utilizando.

Construir cerebros digitales para leer los reales

Para resolver este problema, el equipo comparó la actividad neural real en dos regiones frontales del cerebro con la actividad de modelos informáticos entrenados para usar cada estrategia. Registraron neuronas en la corteza prefrontal lateral, conocida por su papel en mantener información en la mente, y en la corteza prearcuata, que ayuda a planificar los movimientos oculares. En paralelo, entrenaron muchas redes neuronales recurrentes —sistemas artificiales cuya actividad se despliega en el tiempo— para realizar la misma tarea. Algunas redes fueron forzadas a comportarse como sistemas de “recuperar al recordar”, manteniendo su salida poco informativa hasta el momento final. Otras fueron forzadas a comportarse como sistemas de “repasar y actualizar”, con salidas que reflejaban inmediatamente el objetivo actual y cambiaban según fuera necesario.

Leer las formas del pensamiento

En lugar de centrarse en células individuales, los autores examinaron la “forma” general trazada por la actividad poblacional en un espacio abstracto, algo así como trazar la trayectoria de una bandada en lugar de cada pájaro. En las redes de estilo recuperación, el patrón de actividad para una ubicación recordada ocupaba un conjunto de direcciones durante el primer retraso y luego rotaba a un conjunto diferente justo antes de la respuesta —evidencia de transferencia de información desde un almacén oculto a un formato de lectura. En las redes de estilo actualización, las mismas direcciones llevaban la información de la ubicación a través de ambos retrasos, con deriva suave solo cuando cambiaba el objetivo relevante. La prueba crucial fue si la actividad prefrontal de los monos se parecía más a un patrón que a otro.

Los monos revelan su estrategia silenciosa

En múltiples medidas, ambas regiones cerebrales se alinearon con el estilo de repasar y actualizar. Los códigos poblacionales para la ubicación fueron estables en el tiempo, cambiaron poco cuando apareció un distractor y ocuparon casi el mismo “plano” de actividad a lo largo del ensayo. Los decodificadores entrenados en un retraso podían leer con fiabilidad las ubicaciones en el otro, tal como en las redes de estilo actualización. En contraste, las firmas de rotación y morfismo de código observadas en las redes de estilo recuperación estuvieron en gran medida ausentes en los datos neuronales. Esto sugiere que, en esta tarea, los monos mantienen la ubicación actualmente importante en un estado activo y continuamente actualizado, en lugar de almacenar opciones en silencio y seleccionar después.

Por qué importa esta elección oculta

El trabajo muestra que podemos inferir la estrategia mental latente de un animal no a partir del comportamiento, sino a partir de la geometría de su actividad cerebral en comparación con la de redes artificiales diseñadas cuidadosamente. Para la vida cotidiana, sugiere que nuestros cerebros pueden favorecer con frecuencia un enfoque continuo basado en el repaso al llevar la cuenta del ítem relevante más reciente, al menos en contextos simples. Más en general, abre un camino para estudiar cómo se aprenden esos planes internos, cómo cambian con la experiencia o la fatiga y cómo diferentes regiones cerebrales cooperan para ejecutarlos —incluso cuando, para un observador externo, lo único visible es un rápido movimiento de ojos.»

Cita: Qian, Y., Herikstad, R. & Libedinsky, C. Inferring latent behavioral strategy from the representational geometry of prefrontal cortex activity. Nat Commun 17, 2850 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69380-6

Palabras clave: memoria de trabajo, estrategia cognitiva, corteza prefrontal, redes neuronales, toma de decisiones