Así trata el cerebro la física

Los primeros Homo sapiens no sabían nada de la teoría de la relatividad general de Einstein. Sin embargo, hoy se espera que cualquier estudiante de física entienda al menos sus principios básicos. “¿Cómo es posible que nuestros "antiguos" cerebros aprendan nuevas ciencias y representen conceptos abstractos?”, se pregunta Marcel Just, neurocientífico de la Universidad Carnegie Mellon. En un trabajo cuyos resultados aparecieron publicados en junio en Psychological Science, Just y su colaborador Robert Mason hallaron que, al pensar en conceptos físicos, el cerebro pone en marcha patrones de activación cerebral correspondientes a capacidades neuronales cotidianas, como procesar el ritmo o la estructura de una frase. Es decir, dichos patrones se readaptan para aprender conceptos científicos abstractos.

Just y Mason tomaron imágenes cerebrales de nueve estudiantes avanzados de física e ingeniería mientras se centraban en 30 conceptos físicos, como momento, entropía o corriente eléctrica. Después, introdujeron los datos en un programa informático de aprendizaje automatizado, el cual logró predecir en qué estaban pensando los sujetos a partir de su actividad cerebral. Eso fue posible porque los patrones neuronales que intervenían al considerar un concepto determinado (la gravedad, por ejemplo) eran los mismos en todos los participantes. “Cada uno aprende física en aulas diferentes, con profesores distintos y a su propio ritmo”, observa Mason. “Así que no deja de resultar sorprendente que, en todos los estudiantes, se hayan desarrollado las mismas regiones cerebrales para entender un concepto físico”.

Los investigadores compararon los escáneres de su estudio con investigaciones previas que habían asociado ciertas actividades neuronales a procesos mentales concretos. Vieron que, ante los conceptos científicos de frecuencia o longitud de onda, se activaban las mismas regiones que al contemplar bailarines, escuchar música u oír una pauta rítmica, como el galope de un caballo; probablemente, porque todos esos casos implican percibir algún tipo de periodicidad. Por otro lado, cuando los estudiantes se enfrentaban a ecuaciones matemáticas, las zonas afectadas eran las que de ordinario se encargan de procesar las frases. Los resultados dan a entender que algunas estructuras neuronales genéricas se readaptan para ocuparse de nociones científicas complejas. “Por tanto, aunque algunos de esos conceptos solo se hayan formalizado en los últimos dos siglos, nuestro cerebro ya estaba hecho para vérselas con ellos”, señala Just.

Mason cree que tales hallazgos podrían contribuir algún día a determinar qué lecciones deben enseñarse juntas para facilitar su comprensión. Ahora, Just y él tienen pensado continuar sus investigaciones con otras ciencias de las que nuestros antepasados sabían poco, como la genética y la informática.

Fuente: investigacionyciencia.es / Cepelewicz, Jordana

 

Etiquetas: física, cerebro, neurociencia, neuronal

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