Cálculos de arriba abajo y generativos que explican de forma única las respuestas neuronales en el cerebro social

Área de la Ciencia:

• Neurociencia
• Ciencias Cognitivas
• Neurociencia Computacional

Sus antecedentes:

• Las evaluaciones sociales a partir de estímulos visuales activan el surco temporal superior (STS) y la unión temporoparietal (TPJ).
• Una hipótesis predominante sugiere una jerarquía espacial: el STS posterior (pSTS) para la percepción social de abajo arriba y el TPJ para la mentalización de arriba abajo.
• Este mapeo computacional-neural carece de pruebas empíricas debido a un déficit en los modelos computacionales del procesamiento social.

Objetivo del estudio:

• Probar formalmente el mapeo computacional-neural del procesamiento social en el cerebro.
• Comparar modelos de redes neuronales gráficas (GNN) y de planificación inversa con las respuestas neuronales durante la percepción de la interacción social.
• Investigar los roles de pSTS y TPJ en la percepción social y la mentalización.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo GNN para el reconocimiento de interacciones sociales basado en información visual relacional.
• Desarrolló un modelo generativo de planificación inversa para el reconocimiento de interacciones sociales invirtiendo los objetivos del agente y los modelos del mundo físico.
• Recopiló datos de fMRI de participantes que veían vídeos de formas animadas que representaban interacciones sociales y comparó las respuestas neuronales con ambos modelos computacionales.

Principales resultados:

• Tanto el modelo GNN como el de planificación inversa explicaron las respuestas neuronales en pSTS y TPJ, incluso al controlar la varianza del otro modelo.
• Los análisis exploratorios indicaron un cambio temporal desde el procesamiento perceptivo temprano hacia un razonamiento de orden superior posterior dentro de estas regiones.
• Esto sugiere una jerarquía temporal en lugar de una jerarquía espacial estricta en las regiones del cerebro social.

Conclusiones:

• Las regiones de percepción social y mentalización realizan una combinación de cálculos de abajo arriba e inferenciales, potencialmente en distintas escalas de tiempo.
• Desafía la hipótesis de la división estricta del trabajo en el cerebro social.
• Proporciona la primera comparación neuronal de un modelo de planificación inversa y demuestra el poder predictivo de los modelos cognitivos para las respuestas de fMRI a escenas sociales.