Un estudio revela que el cerebro empieza a decidir desde sus áreas sensoriales
Las primeras áreas sensoriales también contienen señales de decisión
Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha obtenido nuevas evidencias de que la toma de decisiones perceptivas podría comenzar mucho antes dentro de la jerarquía cerebral de lo que tradicionalmente se suponía.
El estudio, publicado en mayo de 2026 en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), identificó señales directamente relacionadas con la decisión de los animales en la corteza somatosensorial primaria, conocida como S1, una región situada en las etapas iniciales del procesamiento de la información táctil.
Durante décadas, uno de los modelos más extendidos describía el procesamiento cerebral como una cadena predominantemente ascendente: los receptores captan un estímulo, las áreas sensoriales primarias analizan sus características básicas y, posteriormente, la información avanza hacia regiones superiores encargadas de integrar esos datos y producir una decisión.
Los nuevos resultados sugieren que esta secuencia es más compleja y que las primeras áreas corticales no actúan únicamente como estaciones pasivas dedicadas a recibir estímulos.
El cerebro podría decidir mediante bucles de retroalimentación
Según los investigadores, la corteza somatosensorial primaria parece estar modulada dinámicamente por información procedente de regiones cerebrales superiores.
Esto apunta a la existencia de bucles de retroalimentación bidireccionales, en los que la información no circula exclusivamente desde las regiones sensoriales hacia las áreas cognitivas superiores, sino también en dirección inversa.
En este modelo, la percepción y la decisión se desarrollarían a través de un intercambio continuo de señales entre distintos niveles de la corteza.
La información sensorial ascendería desde las primeras regiones encargadas de recibir los estímulos, mientras señales relacionadas con expectativas, contexto, experiencia previa o decisiones en curso podrían regresar rápidamente hacia esas mismas áreas.
Así, incluso una región considerada tradicionalmente como puramente sensorial podría participar activamente en la transformación de un estímulo en percepción y acción.
Ratones navegaron utilizando únicamente dos bigotes
Para estudiar el proceso, los investigadores desarrollaron una tarea de realidad virtual táctil diseñada para ratones.
Los animales debían desplazarse por un corredor virtual y decidir si giraban hacia la izquierda o hacia la derecha utilizando información captada por sus bigotes.
El experimento fue diseñado de manera especialmente restrictiva: los ratones conservaron únicamente un par de bigotes C2 funcionales para orientarse, creando así un cuello de botella sensorial que permitía a los científicos controlar con mayor precisión qué información recibía el cerebro.
Durante la navegación, los investigadores realizaron registros electrofisiológicos densos de la actividad neuronal en la zona de la corteza somatosensorial primaria asociada a los bigotes.
Este sistema permitió observar cómo evolucionaban las señales neuronales desde la recepción inicial del estímulo hasta la decisión final del animal.
La actividad neuronal se redujo a una sola variable dominante
Uno de los hallazgos más destacados fue que la actividad cerebral, inicialmente compleja y de alta dimensionalidad, se reorganizaba durante la acumulación de información sensorial.
Los autores observaron que ese patrón neuronal terminaba concentrándose en una única variable latente dominante, seguida de un aumento progresivo y casi sincronizado de actividad a través de toda la columna cortical registrada.
Según el estudio, esa variable se comportaba de una manera compatible con los modelos de acumulación gradual de evidencia.
Estos modelos plantean que, cuando el cerebro debe elegir entre varias opciones, va reuniendo información sensorial hasta que la evidencia acumulada alcanza un determinado umbral y se produce una decisión.
Lo novedoso es que una señal compatible con este proceso apareció directamente en la corteza somatosensorial primaria, mucho antes dentro de la jerarquía cerebral de lo que sugeriría una visión estrictamente secuencial.
Qué papel desempeña la corteza somatosensorial primaria
La corteza somatosensorial primaria es una de las principales regiones cerebrales encargadas de recibir y procesar información relacionada con el tacto.
En los seres humanos participa en la representación de sensaciones procedentes de diferentes partes del cuerpo, como presión, vibración, posición y contacto.
En los roedores, una parte importante de esta corteza está especializada en procesar las señales recibidas por los bigotes, que estos animales utilizan para explorar su entorno, calcular distancias, localizar obstáculos y navegar en espacios oscuros.
Tradicionalmente, S1 se consideraba principalmente una etapa temprana dedicada a representar las propiedades físicas del estímulo antes de enviar la información hacia áreas de asociación y regiones relacionadas con la planificación y la acción.
El nuevo estudio se suma a investigaciones anteriores que han identificado en esta región neuronas capaces de representar no solo el estímulo, sino también variables vinculadas con la elección realizada por el animal.
El modelo clásico del cerebro como cadena jerárquica
El planteamiento tradicional de la toma de decisiones perceptivas suele describir una secuencia relativamente ordenada.
Primero, los órganos sensoriales captan información del entorno. Después, las regiones primarias del cerebro procesan características básicas del estímulo. Posteriormente, áreas superiores integran esos datos, acumulan evidencia y producen una elección.
Finalmente, las regiones motoras traducen esa decisión en una respuesta física.
El nuevo estudio no elimina completamente este modelo, ya que sigue existiendo una importante transmisión ascendente de información desde las áreas sensoriales.
Sin embargo, cuestiona que ese flujo sea exclusivamente lineal y unidireccional.
Los resultados indican que las regiones sensoriales pueden recibir rápidamente información desde otros niveles de la corteza y participar en procesos vinculados directamente con la decisión.
Percepción y decisión podrían estar más entrelazadas de lo pensado
Una de las principales implicaciones del trabajo es que la separación tradicional entre percepción y decisión podría ser menos clara de lo que parecía.
En lugar de existir una primera fase estrictamente dedicada a percibir y una segunda completamente independiente destinada a decidir, ambos procesos podrían desarrollarse parcialmente de forma simultánea.
La información sensorial se transformaría continuamente mientras circula entre distintas regiones del cerebro.
En ese proceso, las áreas superiores podrían modificar el funcionamiento de las regiones sensoriales dependiendo del contexto, la experiencia previa y la elección que se está formando.
Este tipo de organización permitiría al cerebro adaptar rápidamente su interpretación del entorno y responder de manera flexible ante situaciones cambiantes.
Qué significa la acumulación de evidencia
La acumulación de evidencia es uno de los principales modelos utilizados en neurociencia para explicar cómo se toman decisiones perceptivas.
Imagine, por ejemplo, una figura apenas visible entre la niebla. El cerebro recibe información incompleta y ruidosa y necesita decidir qué está viendo.
En lugar de producir una respuesta instantánea, puede acumular progresivamente señales hasta que existe evidencia suficiente para inclinarse por una interpretación concreta.
El estudio de Armstrong y Vlasov encontró en la corteza somatosensorial primaria una dinámica neuronal compatible con este tipo de proceso: una señal que aumentaba gradualmente hasta representar una variable categórica relacionada con la decisión.
Esto sugiere que parte de la acumulación de evidencia podría estar ocurriendo ya en etapas muy tempranas del procesamiento cortical.
La investigación se realizó en ratones, no en humanos
Una precisión fundamental es que los experimentos fueron realizados con ratones.
Por ello, los resultados no permiten afirmar directamente que el cerebro humano funcione exactamente del mismo modo durante todas sus decisiones.
La organización básica de la corteza cerebral presenta numerosas similitudes entre mamíferos, pero existen importantes diferencias entre especies, especialmente en tareas cognitivas complejas.
El estudio demuestra que la corteza somatosensorial primaria de ratones contiene señales asociadas con decisiones perceptivas durante una tarea concreta de navegación táctil.
Extender esta conclusión a decisiones humanas abstractas, morales, económicas o sociales requeriría investigaciones específicas.
La principal aportación del trabajo se sitúa, por tanto, en el conocimiento de los mecanismos básicos mediante los cuales el cerebro transforma información sensorial en percepción y comportamiento.
Las señales aparecieron en toda la columna cortical
Otro aspecto relevante fue la distribución de la actividad observada.
Los investigadores encontraron un aumento lento y casi sincronizado de la señal vinculada con la decisión a través de toda la columna cortical registrada.
La corteza cerebral está organizada en diferentes capas, cada una con conexiones y funciones específicas.
Encontrar una dinámica coordinada a través de la columna completa refuerza la hipótesis de que la señal no representa únicamente una respuesta sensorial local, sino un proceso más amplio vinculado con el intercambio de información entre regiones cerebrales.
Los autores consideran que estos resultados son compatibles con la existencia de circuitos cortico-corticales de retroalimentación mediante los cuales las señales reverberan entre distintas áreas mientras se transforman en percepción y acción.
El hallazgo se suma a otras evidencias sobre decisiones distribuidas por el cerebro
El estudio no aparece de manera aislada.
Investigaciones anteriores ya habían cuestionado la idea de que las decisiones surgen exclusivamente en unas pocas regiones superiores del cerebro.
Un trabajo publicado en Nature Neuroscience en 2022 identificó en la corteza somatosensorial primaria de ratones poblaciones neuronales diferenciadas: algunas representaban principalmente el estímulo y otras contenían información sobre la decisión tomada por el animal.
La estimulación experimental de las denominadas neuronas de decisión llegó incluso a mejorar el comportamiento de los animales, proporcionando evidencia de una posible contribución causal de estas células al proceso.
Otros grandes proyectos de cartografía cerebral han encontrado igualmente que las señales relacionadas con decisiones y comportamientos se distribuyen por regiones mucho más amplias de lo esperado.
El trabajo de 2026 añade una descripción detallada de cómo puede evolucionar esa información dentro de una región sensorial primaria durante una tarea naturalista de navegación.
El concepto de inteligencia natural inspira nuevas preguntas
Yurii Vlasov, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Illinois y coautor del estudio, sitúa estos trabajos dentro de una investigación más amplia sobre lo que denomina inteligencia natural.
La idea parte de analizar cómo la evolución ha construido sistemas biológicos capaces de resolver problemas complejos con una enorme eficiencia energética.
Según esta visión, el cerebro no funciona principalmente como una cadena de capas que procesan información en una única dirección, sino mediante múltiples bucles anidados de comunicación bidireccional.
Los investigadores esperan que comprender mejor esta arquitectura pueda proporcionar nuevas ideas para el diseño futuro de sistemas de inteligencia artificial más eficientes.
No obstante, los propios autores advierten de que sus resultados no constituyen una receta directa para fabricar mejores sistemas de IA.
Qué relación tiene el descubrimiento con la inteligencia artificial
Muchas redes neuronales artificiales tradicionales se diseñaron inicialmente con una estructura jerárquica en la que la información avanza progresivamente desde capas inferiores hacia otras superiores.
Este tipo de arquitectura fue inspirado, en parte, por modelos simplificados del procesamiento visual y cerebral.
Sin embargo, el cerebro biológico dispone de una enorme cantidad de conexiones recurrentes y de retroalimentación.
Las regiones superiores pueden modificar la actividad de niveles anteriores dependiendo del contexto y de las necesidades de la tarea.
Según Vlasov, estudiar estos circuitos podría inspirar arquitecturas artificiales capaces de procesar información de manera más flexible y con un menor consumo energético.
La investigación se encuentra, sin embargo, en una etapa fundamental. No demuestra que copiar directamente esta organización vaya a resolver las limitaciones actuales de la inteligencia artificial.
Qué no demuestra el nuevo estudio
Los resultados requieren una interpretación cuidadosa.
El estudio no demuestra que todas las decisiones se formen exclusivamente en las áreas sensoriales primarias.
Tampoco establece que la corteza somatosensorial pueda decidir de manera independiente del resto del cerebro.
La propia interpretación de los autores se basa en la existencia de circuitos de retroalimentación entre diferentes niveles corticales.
Por tanto, la conclusión más precisa es que las primeras regiones sensoriales pueden participar activamente en la representación y acumulación de información relacionada con una decisión, dentro de una red cerebral distribuida.
Tampoco puede generalizarse automáticamente el resultado a todas las modalidades sensoriales, todas las especies o todos los tipos de decisiones.
Una visión más dinámica del cerebro
Los resultados refuerzan una concepción del cerebro como un sistema profundamente interconectado.
En lugar de una cadena rígida formada por módulos independientes que trabajan uno detrás de otro, la percepción podría emerger de intercambios continuos entre regiones sensoriales, motoras y cognitivas.
Las señales ascenderían y descenderían por la jerarquía cortical mientras el cerebro evalúa la evidencia disponible, incorpora información previa y prepara una respuesta.
Este funcionamiento permitiría explicar por qué nuestra percepción depende no solo de lo que llega a nuestros sentidos, sino también de factores como la atención, las expectativas y el contexto.
La existencia de influencias descendentes sobre las regiones sensoriales está ampliamente documentada, aunque comprender exactamente cómo participan en la formación de una decisión continúa siendo una cuestión activa en neurociencia.
El siguiente reto será estudiar la dinámica temporal
Los investigadores quieren profundizar ahora en la velocidad y secuencia exactas con las que se activan estos bucles de retroalimentación.
Según Vlasov, estudiar la dinámica neuronal en escalas temporales muy rápidas podría ayudar a descubrir cómo se organizan estos circuitos y cómo diferentes niveles de procesamiento se coordinan mientras surge una decisión.
La cuestión central es determinar qué regiones originan determinadas señales, cuándo regresan hacia las áreas sensoriales y hasta qué punto esas comunicaciones son necesarias para producir la elección final.
También será necesario analizar si mecanismos comparables aparecen en otros sistemas sensoriales, como la visión o la audición, y en tareas con diferentes niveles de complejidad.
Un nuevo paso para comprender cómo el cerebro transforma sensación en acción
La principal aportación del estudio reside en mostrar que una de las primeras áreas encargadas de procesar información táctil contiene una dinámica neuronal compatible con la acumulación de evidencia y la formación de una variable de decisión.
El hallazgo cuestiona una división excesivamente rígida entre áreas dedicadas a sentir y regiones destinadas a decidir.
En su lugar, propone un cerebro en el que la información reverbera entre diferentes niveles mediante circuitos de retroalimentación, permitiendo que percepción y decisión evolucionen de manera estrechamente conectada.
Aunque la investigación fue realizada en ratones y no permite extrapolar automáticamente sus conclusiones a toda la cognición humana, aporta nuevas evidencias para comprender una cuestión fundamental de la neurociencia: cómo una señal procedente del mundo exterior termina convirtiéndose en una percepción, una elección y una acción.