Cognición y representación interna de entornos dinámicos en el cerebro de los mamíferos

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, leída el 07/05/2021El tiempo es una de las dimensiones fundamentales de la realidad. Paradójicamente, los fenómenos temporales del mundo natural contienen ingentes cantidades de información redundante, y a pesar de ello, codificar internamente el tiempo en el cerebro es imprescindible para anticiparse a peligros en ambientes dinámicos. No obstante, dedicar grandes cantidades de recursos cognitivos a procesar las características espacio-temporales de entornos complejos debería ser incompatible con la supervivencia, que requiere respuestas rápidas. Aun así, los animales son capaces de tomar decisiones en intervalos de tiempo muy estrechos. ¿Cómo consigue hacer esto el cerebro? Como respuesta al balance entre complejidad y velocidad, la hipótesis de la compactación del tiempo propone que el cerebro no codifica el tiempo explícitamente, sino que lo integra en el espacio. En teoría, la compactación del tiempo simplifica las representaciones internas del entorno, reduciendo significativamente la carga de trabajo dedicada a la planificación y la toma de decisiones. La compactación del tiempo proporciona un marco operativo que pretende explicar cómo las situaciones dinámicas, percibidas o producidas, se representan cognitivamente en forma de predicciones espaciales o representaciones internas compactas (CIR), que pueden almacenarse en la memoria y recuperarse más adelante para generar respuestas. Aunque la compactación del tiempo ya ha sido implementada en robots, hasta ahora no se había comprobado su existencia como mecanismo biológico y cognitivo en el cerebro...Time is one of the most prominent dimensions that organize reality. Paradoxically, there are loads of redundant information contained within the temporal features of the natural world, and yet internal coding of time in the brain seems to be crucial for anticipating time-changing, dynamic hazards. Allocating such significant brain resources to process spatiotemporal aspects of complex environments should apparently be incompatible with survival, which requires fast and accurate responses. Nonetheless, animals make decisions under pressure and in narrow time windows. How does the brain achieve this? An effort to resolve the complexity-velocity trade-off led to a hypothesis called time compaction, which states the brain does not encode time explicitly but embeds it into space. Theoretically, time compaction can significantly simplify internal representations of the environment and hence ease the brain workload devoted to planning and decision-making. Time compaction also provides an operational framework that aims to explain how perceived and produced dynamic situations are cognitively represented, in the form of spatial predictions or compact internal representations (CIRs) that can be stored in memory and be used later on to guide behaviour and generate action. Although successfully implemented in robots, time compaction still lacked assessment of its biological soundness as an actual cognitive mechanism in the brain...Fac. de Ciencias BiológicasTRUEunpu