Mapas cognitivos para espacios jerárquicos en el cerebro humano

Muchos de los entornos por los que nos desplazamos diariamente están organizados jerárquicamente; es decir, consisten en espacios anidados dentro de otros espacios. Comprender cómo el cerebro y la mente representan estas estructuras espaciales jerárquicas constituye una cuestión central en la neurociencia cognitiva del espacio.

Para abordar esta pregunta, se diseñó un experimento en el que los participantes fueron familiarizados con un entorno virtual compuesto por un edificio situado dentro de un patio, en el cual diversos objetos estaban distribuidos tanto en el interior del edificio como en el espacio exterior del patio. Posteriormente, los participantes fueron escaneados mediante resonancia magnética funcional (fMRI) mientras realizaban una tarea de memoria espacial que requería razonar sobre las relaciones espaciales tanto dentro de los subespacios como entre ellos.

A nivel conductual, los resultados mostraron que las respuestas eran menos precisas y los tiempos de reacción más prolongados en las pruebas que exigían integrar información entre subespacios, en comparación con aquellas que no lo requerían. Este patrón sugiere que la integración jerárquica del espacio demanda procesos cognitivos adicionales para vincular representaciones parciales en un mapa espacial coherente.

Los datos de fMRI revelaron diferencias significativas de activación entre los ensayos con integración y los ensayos sin integración en regiones cerebrales sensibles a escenas y en áreas del lóbulo temporal medial, conocidas por su papel en la codificación espacial y la memoria episódica. En particular, las activaciones en el complejo retrosplenial, el área de lugares occipital (Occipital Place Area, OPA) y el hipocampo se correlacionaron con los efectos conductuales observados, indicando que estas regiones participan activamente en la integración de subespacios dentro de representaciones espaciales jerárquicas.

Adicionalmente, los análisis de patrones multivoxel (MVPA) proporcionaron evidencia complementaria de que los patrones de actividad neuronal en estas áreas reflejan la estructura jerárquica del entorno. Es decir, el cerebro no representa el espacio de manera unitaria, sino que lo segmenta en subespacios interconectados que son posteriormente integrados mediante procesos cognitivos activos.

En conjunto, estos hallazgos indican que los seres humanos construyen mapas cognitivos de espacios anidados utilizando una representación jerárquica del entorno, sustentada por mecanismos neurales de integración espacial. Además, sugieren que procesos similares podrían sustentar la codificación jerárquica de la memoria en dominios más amplios, como la organización de eventos, contextos o conceptos, revelando un principio general de estructura jerárquica en la cognición humana. 

Resumen modificado por Cibermedicina

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