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A Biologically Inspired Computational Model of Basal Ganglia in Action SelectionUn modelo computacional inspirado en la biología de los ganglios basales en la selección de acciones

Resumen

Los ganglios basales (BG) son una estructura subcortical implicada en la selección de acciones. El objetivo de este trabajo es presentar un nuevo modelo de neurociencia cognitiva de los BG, que aspira a representar un equilibrio parsimonioso entre simplicidad y exhaustividad. El modelo incluye las 3 vías principales que operan en el circuito del BG, es decir, las vías directa (Go), indirecta (NoGo) e hiperdirecta. Los principales aspectos originales, en comparación con los modelos anteriores, son el uso de una regla de Hebb de dos términos para entrenar las sinapsis en el estriado, basada exclusivamente en los cambios de actividad neuronal causados por los picos o caídas de la dopamina, y el papel de las interneuronas colinérgicas (afectadas por la propia dopamina) durante el aprendizaje. Se muestran algunos ejemplos, relativos a unos pocos casos paradigmáticos: la selección de acciones en condiciones basales, la selección de acciones en presencia de un fuerte conflicto (donde emerge el papel de la vía hiperdirecta), los cambios de sinapsis inducidos por la dopamina fásica, y el aprendizaje de nuevas acciones basado en una historia previa de recompensas y castigos. Por último, algunas simulaciones muestran el funcionamiento del modelo en condiciones de alteración de los niveles de dopamina, para ilustrar casos patológicos (agotamiento de la dopamina en sujetos parkinsonianos o hipermedicación dopaminérgica). Debido a su enfoque parsimonioso, el modelo puede representar una herramienta sencilla para analizar la funcionalidad del BG en experimentos conductuales.

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