Madrid.-Investigadores del Instituto Zuckerman de la
Universidad de Columbia, la Universidad de California en Berkeley, ambos en
Estados Unidos, y el Centro Champalimaud para lo Desconocido, en Portugal,
observaron en ratones cómo el cerebro aprende a repetir patrones de actividad
neuronal que provocan la importante sensación de sentirse bien. Hasta ahora,
los mecanismos cerebrales que guían este tipo de aprendizaje no se habían
medido de manera directa.
Esta investigación ofrece información clave sobre cómo se
forma y refina la actividad cerebral a medida que los animales aprenden a
repetir comportamientos que evocan una sensación de placer. Los hallazgos, que
se publicaron ayer en Science, también apuntan a nuevas estrategias para
detectar trastornos caracterizados por comportamientos repetitivos anormales,
como la adicción y el trastorno obsesivo compulsivo (TOC).
No es ningún secreto que obtenemos placer al hacer cosas con
las que disfrutamos, como jugar nuestro videojuego favorito, señala el autor
principal del trabajo, Rui Costa, director asociado y director ejecutivo del
Instituto Zuckerman de Columbia. Los resultados de hoy revelan que el cerebro
aprende qué patrones de actividad conducen a sensaciones de sentirse bien y se
restructura para reproducir de manera más eficiente esos patrones, explica.
Este descubrimiento puede ayudar a explicar cómo aprendemos
por repetición, y también puede aportar información a la hora de estudiar
trastornos como la adicción y el TOC, en el que se desbarata el circuito de
retroalimentación que vincula una acción a una recompensa, agrega.
Normalmente, hacer algo agradable provoca que las neuronas
liberen una sustancia química llamada dopamina. Este lanzamiento provoca esa
sensación de sentirse bien, evoca el deseo de repetir una acción una y otra
vez. Un buen ejemplo de esto son los videojuegos.
Cuando mueves el control del juego exactamente de la manera
correcta para obtener esa puntuación alta, tu cerebro recuerda cómo ejecutó esa
acción: qué neuronas se encienden y en qué patrón, para que tu cerebro pueda
recrear ese mismo movimiento la próxima vez que juegues, dice el doctor Costa,
quien también es profesor de neurociencia y neurología en el Centro Médico
Irving de la Universidad de Columbia. Después de repetidos intentos, tu cerebro
mejora al recrear ese patrón de actividad neuronal y te hace mejor en el juego,
añade.
Para el equipo, este hecho supuso la pregunta: ¿se podría
entrenar al cerebro para aprender el patrón correcto de actividad neuronal
normalmente involucrado en experimentar algo agradable, y luego reproducir ese
patrón a voluntad para desencadenar una liberación de dopamina?
Música y dopamina
En una serie de experimentos en ratones, los científicos
desarrollaron un programa de ordenador que conectaba la actividad neuronal en
el cerebro de los animales con notas musicales, de modo que cuando un grupo de
neuronas se encendía, se reproducía una nota musical correspondiente.
Diferentes patrones de actividad neuronal produjeron distintas combinaciones de
notas. Y cuando los patrones de actividad neuronal activaron la disposición
correcta de las notas musicales (determinadas arbitrariamente por un
ordenador), los científicos liberaron manualmente la dopamina en los cerebros
de los animales.
Los animales aprendieron rápidamente qué arreglo musical,
cuando se tocaba, causaba una liberación de dopamina y una sensación de
sentirse bien. Sus cerebros luego comenzaron a reconectarse para escuchar esa
canción más a menudo, lo que desencadena el golpe de placer de la dopamina. En
esencia, los ratones aprendieron a repetir el mismo patrón de actividad
cerebral que se evocó anteriormente al escuchar esas notas musicales, resume el
coprimer autor del documento, Vivek Athalye, candidato doctoral en
Champalimaud.
Los investigadores observaron que estos hallazgos son un
ejemplo sorprendente de la Ley de Thorndike: principio de sicología de hace
muchos años que establece que las acciones que conducen al refuerzo positivo se
repiten con mayor frecuencia. Sin embargo, estos descubrimientos probablemente
representan la primera vez que se ha observado este principio directamente en el
cerebro, según los autores.
“De alguna manera, estos resultados son totalmente esperados
–afirma Costa. Tiene sentido que el cerebro imitara la sensación de recompensa
que obtiene de una experiencia agradable produciendo el patrón correspondiente
de actividad neuronal. Pero nunca se había probado.”
Esta investigación también tiene implicaciones importantes
para la adicción y el TOC. “Si los patrones de actividad neuronal del cerebro
están a toda máquina, como suele ser el caso para las personas con adicción o
TOC, ¿podríamos crear un programa de ordenador que pueda ayudar a entrenar a
sus cerebros y reducir esta actividad? –se pregunta el doctor Costa. Esto es
algo que estamos explorando”.
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