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, han observado 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 directamente.
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 publican este jueves 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 a 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 reestructura 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, un tipo de célula cerebral, 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?
IMPLICACIONES PARA LA ADICCIÓN Y EL TRASTORNO OBSESIVO COMPULSIVO
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 re-conectarse 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 había evocado anteriormente al escuchar esas notas musicales", resume el co-primer autor del documento, Vivek Athalye, candidato doctoral en Champalimaud.
Los investigadores observaron que estos hallazgos son un ejemplo sorprendente de la Ley de Thorndike: un principio de psicología 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 activamente".
