¿Alguna vez te has sentado para completar tu crucigrama matutino o Sudoku y te has preguntado qué está pasando en tu cerebro? En algún lugar de la actividad de los miles de millones de neuronas en su cerebro se encuentra el código que le permite recordar una palabra clave o aplicar la lógica requerida para completar el rompecabezas.
Dada la complejidad del cerebro, puede suponer que estos patrones son increíblemente complejos y únicos para cada tarea. Pero investigación reciente sugiere que las cosas son más sencillas que eso.
Resulta que muchas estructuras en su cerebro trabajan juntas de manera precisa para coordinar su actividad, conformando sus acciones a los requisitos de lo que sea que esté tratando de lograr.
Llamamos a estos patrones coordinados la "variedad de baja dimensión", que puede considerar análoga a las carreteras principales que utiliza para ir y venir del trabajo. La mayoría del tráfico fluye a lo largo de estas carreteras principales, que representan una forma eficiente y efectiva de llegar de A a B.
Hemos encontrado evidencia de que la mayor parte de la actividad cerebral sigue este tipo de patrones. En términos muy simples, esto evita que su cerebro necesite resolver todo desde cero cuando realiza una tarea.
Si alguien le arroja una pelota, por ejemplo, el múltiple de baja dimensión le permite a su cerebro coordinar rápidamente los movimientos musculares necesarios para atrapar la pelota, en lugar de que su cerebro necesite aprender a atrapar una pelota de nuevo cada vez.
En un estudio publicado hoy en la revista Neurona, mis colegas y yo investigamos estos patrones más a fondo. Específicamente, queríamos averiguar si desempeñan un papel en la configuración de la actividad cerebral durante tareas cognitivas realmente desafiantes que requieren mucha concentración.
Escaneamos el cerebro de las personas con imágenes de resonancia magnética funcional de alta resolución (fMRI) mientras realizaban una Tarea de cuadrados latinos, que es similar a un rompecabezas de Sudoku pero usa formas en lugar de números. Cualquiera que haya jugado Sudoku antes de su café de la mañana sabe cuánto enfoque y concentración se requieren para resolverlo.
La idea detrás de la tarea de cuadrados latinos es identificar la forma que falta en una ubicación particular en una cuadrícula, dado que cada forma solo puede aparecer una vez en cada fila y columna. Creamos tres niveles diferentes de dificultad, definidos por la cantidad de filas y columnas diferentes que se deben inspeccionar para llegar a la respuesta correcta.
Dirigir el tráfico
Nuestra predicción era que realizar las versiones más difíciles de la tarea conduciría a una reconfiguración de la variedad de baja dimensión. Para volver a la analogía de la carretera, una tarea difícil podría sacar algo de actividad cerebral de la carretera y llevarla a las calles secundarias para ayudar a evitar la congestión.
Nuestros resultados confirmaron nuestras predicciones. Las pruebas más difíciles mostraron diferentes patrones de activación cerebral a otras fáciles, como si el tráfico del cerebro se desviara por diferentes caminos. Cuanto más complicada es la tarea, más cambian los patrones.
Además, también encontramos un vínculo entre estos patrones de activación cerebral modificados y la mayor probabilidad de cometer un error en la versión más difícil de la prueba Latin Squares.
En cierto modo, intentar una tarea difícil es como probar una nueva carrera de ratas en su viaje matutino: puede tener éxito, pero en su prisa y estrés también es más probable que tome un giro equivocado.
En general, estos resultados sugieren que nuestra actividad cerebral tal vez no sea tan complicada como alguna vez pensamos. La mayoría de las veces, nuestro cerebro dirige el tráfico a lo largo de rutas bastante bien establecidas, e incluso cuando necesita ser creativo, todavía está tratando de enviar el tráfico al mismo destino final.
Esto nos deja con una pregunta importante: ¿cómo logra el cerebro este nivel de coordinación?
Una posibilidad es que esta función la cumpla el tálamo, una estructura que se encuentra en lo profundo del cerebro pero está conectada a casi todo el resto del cerebro.
Es importante destacar que la circuitería del tálamo es tal que puede actuar como un filtro para la actividad continua en la corteza cerebral, el principal centro de procesamiento de información del cerebro, y por lo tanto podría ejercer el tipo de influencia que estábamos buscando.
Los patrones de actividad en el tálamo son difíciles de descifrar en los experimentos tradicionales de neuroimagen. Pero afortunadamente, el escáner de resonancia magnética de alta resolución utilizado en nuestro estudio recopilados por mis colegas Luca Cocchi y Luke Hearne nos permitieron observarlos en detalle.
Efectivamente, vimos un vínculo claro entre la actividad en el tálamo y el flujo de actividad en la variedad de baja dimensión. Esto sugiere que cuando se realizan tareas particulares, el tálamo ayuda a dar forma y restringir la actividad en la corteza, un poco como un oficial de policía que dirige el tráfico ocupado.
Así que la próxima vez que te sientes a jugar Sudoku, piensa en tu tálamo y en la variedad de baja dimensión que ayuda a crear. Juntos, están dando forma a la actividad cerebral que finalmente te ayudará a resolver el rompecabezas. 
James ShineRobinson Fellow, Universidad de sydney.
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