El cerebro humano aprende como si usara piezas de LEGO

Todos sabemos cómo funcionan los LEGO: por más elaborado que sea el modelo final, siempre se arma a partir de un número limitado de piezas que se reutilizan. De acuerdo con investigadores de la Universidad de Princeton, el cerebro humano podría aprender nuevos comportamientos de una manera muy parecida.

La idea es simple pero profunda: cuando aprendemos algo nuevo, el cerebro no construye una red completamente distinta desde cero. En su lugar, combina módulos cognitivos que ya existen, pequeños bloques funcionales que domina previamente. Estos “legos cognitivos” se ensamblan de distintas formas para enfrentar tareas nuevas con rapidez y flexibilidad.

Aprender sin empezar desde cero

Durante mucho tiempo, tanto la neurociencia como la inteligencia artificial asumieron que aprender implicaba reconfigurar gran parte del sistema. En las redes neuronales artificiales, esto sigue siendo habitual: al adquirir una nueva habilidad, muchas veces se pierde conocimiento previo, un problema conocido como catastrophic forgetting.

El cerebro humano parece esquivar este inconveniente de forma elegante. Si una persona ya sabe diferenciar colores y también mover los ojos en una dirección específica, no necesita reaprender ambas capacidades para resolver una tarea que combine color y movimiento. Simplemente las integra.

Eso fue precisamente lo que los investigadores buscaron comprobar.

Macacos, decisiones visuales y pistas clave

Para poner a prueba esta hipótesis, el equipo analizó la actividad neuronal de dos macacos rhesus mientras realizaban tareas visuales complejas. Los animales debían clasificar estímulos ambiguos —manchas difusas— según su forma o su color y responder moviendo la mirada hacia direcciones concretas.

Lo importante no era la tarea en sí, sino cómo cambiaban sus componentes. Algunas pruebas mantenían la misma respuesta motora pero variaban el criterio de clasificación; otras hacían lo contrario. Esto permitió observar si el cerebro reutilizaba los mismos circuitos neuronales en contextos distintos.

Los resultados, publicados en Nature, mostraron que la corteza prefrontal actuaba como un espacio de trabajo modular, ensamblando patrones de actividad ya existentes según las demandas de cada tarea.

La corteza prefrontal como mesa de construcción

En lugar de crear rutas neuronales completamente nuevas, el cerebro combinaba bloques previamente disponibles: uno para distinguir colores, otro para reconocer formas, otro para ejecutar movimientos oculares, entre otros. Cuando la tarea cambiaba, no era necesario rehacer todo el sistema; bastaba con sustituir algunos bloques por otros.

El estudio también reveló un aspecto clave de la eficiencia cognitiva: la corteza prefrontal inhibe activamente los bloques que no son necesarios en ese momento, reduciendo interferencias. Este mecanismo de selección permite concentrarse y aprovechar mejor recursos limitados.

Implicaciones para la inteligencia artificial

Si el aprendizaje humano es de tipo compositivo, la inteligencia artificial podría beneficiarse de un enfoque similar. En lugar de entrenar sistemas enormes que reescriben su conocimiento con cada tarea nueva, este modelo sugiere arquitecturas más modulares, capaces de recombinar habilidades ya aprendidas.

En campos como la robótica, esto podría permitir que los sistemas aprendan nuevas funciones sin olvidar las anteriores, adaptándose a entornos cambiantes con menos datos y menor consumo de energía.

Posibles cambios en medicina

Los hallazgos también tienen relevancia para la neurología clínica. Trastornos como el trastorno obsesivo-compulsivo, la esquizofrenia o ciertas lesiones cerebrales podrían no deberse a la pérdida total de funciones, sino a fallas en la combinación o inhibición de estos bloques cognitivos.

Comprender cómo el cerebro reutiliza y reorganiza sus “piezas” podría ayudar a desarrollar terapias más precisas, centradas en restaurar conexiones funcionales en lugar de reaprender habilidades desde cero.

En última instancia, la idea es tan intuitiva como poderosa: quizá nuestra extraordinaria capacidad de aprendizaje no dependa de una plasticidad ilimitada, sino de algo más ingenioso. Un cerebro eficiente que, como un buen constructor de LEGO, sabe que no es necesario inventar piezas nuevas para crear algo completamente diferente.

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