Explicando la teoría de codificación predictiva del autismo

POR GEORGE MUSSER

Fuente: Spectrum / 01/05/2019

Ilustración: Laurène Boglio

La teoría de la codificación predictiva sostiene que nuestra experiencia del mundo viene de dentro. Nuestros cerebros generan un modelo del mundo que predice lo que vamos a ver, oír, tocar, oler y saborear. El trabajo de nuestros sentidos es comprobar nuestras predicciones, para asegurarnos de que nuestro modelo interior no se aleje de la realidad.

La teoría también se llama “de procesamiento predictivo” o "cerebro bayesiano", en un guiño a sus fundamentos matemáticos.

Los partidarios de la teoría la aplican no sólo a la percepción, sino también a las emociones, la cognición y el control motor. Así que, movemos nuestro brazo porque predecimos que lo moveremos, y el cuerpo hace que la predicción se haga realidad.

La teoría de codificación predictiva del autismo, propone que el cerebro de una persona autista no forma predicciones exactas o que la entrada sensorial anula estos modelos predictivos internos. Como resultado, la persona autista es demasiado sensible a la entrada externa y es incapaz de desconectarla. Le resulta difícil procesar las señales sociales y la comunicación a tiempo, para generar una respuesta apropiada porque sus modelos internos de cómo se comportan las personas no están bien formados.

De esta manera, la codificación predictiva podría dar cuenta de las dificultades sociales, sensoriales y de otro tipo del autismo.

Aquí desarrollamos esta teoría y describimos los datos que la sustentan.

¿Cómo se aplica la teoría al autismo?

La codificación predictiva enmarca el autismo como una diferencia en la curva de aprendizaje del cerebro, donde el aprendizaje cubre todo, desde darle sentido a una escena visual compleja, hasta empollar para un examen de historia.

Según la teoría, un parámetro conocido como "precisión" determina el peso que el cerebro da a las discrepancias entre la información sensorial y nuestras expectativas. Cuando aprendemos algo nuevo, el cerebro aumenta la precisión y utiliza la información para formar un modelo. Cuando el cerebro juzga que el modelo está completo, reduce la precisión, asumiendo que cualquier otra discrepancia es una variación aleatoria que puede ignorar con seguridad.

El modelo es jerárquico. En el sistema visual, por ejemplo, comienza con los detalles geométricos y llega hasta las características y abstracciones globales.

Biológicamente, el cerebro ajusta la precisión cambiando sus proporciones de mensajeros químicos como el glutamato, la dopamina y la norepinefrina. Subjetivamente, sentimos sorpresa, luego la satisfacción de la maestría, y finalmente el aburrimiento.

En el autismo, según la idea, el cerebro es más lento para recalibrar la precisión. Permanece en sintonía con los detalles, pero le resulta más difícil generalizar. La teoría podría explicar por qué las personas autistas describen sentirse frecuentemente sobreestimuladas y perpetuamente sorprendidas, por qué prefieren la rutina y por qué pueden tener problemas para leer a otras personas.

¿Cuál es el apoyo experimental?

Tanto en la vida diaria como en los experimentos de laboratorio, las personas autistas son lentas para desconectar el ruido de fondo y rápidas para captar las novedades de su entorno. Es como si estuvieran menos atados a las expectativas previas. Las mediciones de las respuestas del cerebro y la piel a la información sensorial, muestran que no se habitúan fácilmente a los metrónomos u otros estímulos repetidos. También son menos capaces de percibir ilusiones ópticas y multisensoriales que juegan con las expectativas.

Un experimento utiliza una tarea de aprendizaje para estudiar cómo el cerebro autista interpreta los patrones de cambio. Los investigadores emiten un pitido alto o bajo, muestran una imagen de una cara o una casa y piden a los participantes que pulsen el botón de "cara" o "casa". Al principio, un tono alto presagia una casa, pero más tarde lo hace un tono bajo. La relación nunca es perfecta, sólo hay mayores probabilidades para un tono u otro, y por lo tanto no es obvio si una ruptura en el patrón marca una excepción o una nueva regla.

Las personas autistas son más lentas en la tarea en general, pero más rápidas para notar cuando el patrón ha cambiado, lo que sugiere que anticipan el cambio, en lugar de aferrarse a un patrón, más que las personas típicas.

No está claro si su dificultad de predicción se debe a la formación de expectativas o a los sentidos que anulan esas expectativas. Los experimentos parecen favorecer la segunda opción (1).

Entonces, ¿está hecho?

De ninguna manera. En algunos estudios, las personas autistas manejan tareas de predicción, se habitúan a estímulos repetidos, responden a algunos tipos de ilusiones y discriminan patrones que se desarrollan con el tiempo, tan fácilmente como las personas neurotípicas. Además, la dirección de la causalidad no está clara: en lugar de que los problemas de predicción pongan en peligro la cognición social de una persona, puede ser que las dificultades sociales alteren el desarrollo de los modelos internos de la persona.

¿Cómo se relaciona la codificación predictiva con otras teorías sobre el autismo?

La codificación predictiva se superpone con otras hipótesis sobre el autismo. Como algunas de estas otras, sugiere que, en las personas con autismo, el cerebro se centra demasiado en los detalles y es más lento para alejarse para ver el panorama general. También sugiere que el cerebro autista tiene dificultades para adivinar las intenciones de otras personas, como ejemplo de su lucha por hacer predicciones en general; esta idea es consistente con la teoría de que las personas autistas luchan con la "teoría de la mente".

¿Ofrece la codificación predictiva la comprensión de otras condiciones?

La codificación predictiva puede ayudar a comprender las conexiones entre el autismo y otras afecciones, sobre todo la esquizofrenia. Si el cerebro en el autismo da demasiado peso a la entrada sensorial, el cerebro en la esquizofrenia podría darle muy poco, confiriendo demasiado peso a las expectativas internas y aflojando la atadura a la realidad externa. Ese sesgo podría explicar las alucinaciones en la esquizofrenia.

Sin embargo, en otros aspectos, el autismo y la esquizofrenia son similares. Ambos pueden implicar delirios, que son falsas creencias en contraposición a las falsas percepciones. La codificación predictiva sugiere que los delirios, pueden ocurrir cuando las expectativas son demasiado débiles y el cerebro se corrige en exceso, lo que hace que una persona saque grandes conclusiones a partir de pruebas poco sólidas.

Las personas autistas también pueden experimentar tasas más altas de enfermedad de Parkinson. En las personas con esta condición, los problemas de ajuste de "precisión" hacen que el cerebro decida prematuramente que un movimiento físico está completo. Esto lleva a la rigidez motora.

¿Qué significa este modelo de codificación predictiva del autismo en términos prácticos?

Si el cerebro autista hace malabares con la información sensorial y las expectativas de forma diferente, las personas con esta condición podrían aprender a compensarlo. Por ejemplo, el entrenamiento podría ayudarles a aprender a cambiar su enfoque de los detalles de bajo nivel a los de alto nivel.

REFERENCIAS:

1. Karvelis P. y otros. Elife e34115 (2018) PubMed.

TAGS: autismo, aprendizaje, aprendizaje automático, redes neuronales, neurotransmisores, esquizofrenia, percepción sensorial, teoría de la mente, visión