La dopamina mantiene el cerebro motivado para perseguir un objetivo distante
Por Lisa Franchi en agosto 07, 2013
Investigadores del Instituto de Tecnología de Michigan descubrieron que el neurotransmisor dopamina desempeña un papel importante para ayudar al cerebro a mantenerse enfocado en sus objetivos a largo plazo. Sus hallazgos también pueden ayudar a explicar por qué las personas con enfermedad de Parkinson, en las que la señalización de la dopamina está afectada, a menudo tienen problemas para mantener la motivación necesaria para completar tareas largas.
Estudios anteriores han relacionado la dopamina con la recompensa, lo que sugiere que las neuronas de la dopamina muestran ráfagas de actividad cuando los animales reciben una recompensa inesperada. Estos hallazgos fueron importantes para el aprendizaje por refuerzo, el proceso mediante el cual un animal aprende a realizar una tarea o acción que conduce a una recompensa. En la mayoría de los estudios, sin embargo, la recompensa se da casi de inmediato. Pero esto no es lo que sucede en la vida real, especialmente en los humanos. En la mayoría de los casos, las personas tienen que trabajar duro y esperar un cierto período de tiempo para obtener su recompensa (por ejemplo, los empleados deben esperar pacientemente durante un par de semanas antes de recibir su salario).
El cerebro en objetivos a largo plazo
El equipo del MIT, encabezado por la profesora Ann Graybiel, decidió estudiar los cambios en el sistema de dopamina cuando la recompensa o la gratificación se retrasan. Para su estudio, los investigadores entrenaron ratones de laboratorio para navegar un laberinto para alcanzar una recompensa. Durante cada prueba, los sujetos escucharán un tono que les indica que naveguen hacia la izquierda o hacia la derecha para encontrar una recompensa de leche con chocolate.
Graybiel y sus colegas querían medir la cantidad de dopamina liberada en el cuerpo estriado, la parte del cerebro involucrada en el aprendizaje por refuerzo. Para hacer esto, se unieron a Paul Phillips, de la Universidad de Washington, quien desarrolló una tecnología llamada voltametría cíclica de escaneo rápido (FSCV). El dispositivo utiliza pequeños electrodos de fibra de carbono implantados para medir continuamente la concentración de dopamina en función de su huella electroquímica.
Mark Howe, coautor del estudio y ex alumno de Graybiel que ahora es un postdoctorado en el Departamento de Neurobiología de la Universidad Northwestern, dijo que utilizaron el método FSCV para poder medir la cantidad de dopamina liberada en hasta cuatro sitios diferentes. en el cerebro simultáneamente, mientras los animales viajan por el laberinto. “Cada sonda mide la concentración de dopamina extracelular dentro de un pequeño volumen de tejido cerebral y probablemente refleja la actividad de miles de terminales nerviosas”. él dijo.
Los investigadores esperaban ver pulsos de dopamina en diferentes momentos en el ensayo, pero se sorprendieron al ver que aumentaba constantemente a medida que las ratas se acercaban a su objetivo. Y a pesar de la variación en su comportamiento, las señales de dopamina siguieron siendo las mismas. Es más, no dependía de la probabilidad de obtener una recompensa, como sugieren estudios anteriores.
"En cambio, la señal de la dopamina parece reflejar cuán lejos está la rata de su objetivo", explicó el profesor Graybiel. "Cuanto más se acerca, más fuerte se vuelve la señal".
También encontraron que el tamaño de la señal estaba relacionado con el tamaño de la recompensa esperada. Cuando las ratas fueron entrenadas para anticipar una mayor cantidad de leche con chocolate, sus señales de dopamina aumentaron de manera más pronunciada hasta una concentración final más alta.
Las mismas obras para los humanos.
"Me sorprendería si algo similar no estuviera sucediendo en nuestros propios cerebros". dijo Graybiel. En el caso del Parkinson, por ejemplo, en el que la señalización de la dopamina en el cerebro está alterada, los pacientes tienen dificultades para mantener su motivación para terminar una tarea larga. El investigador principal sugiere que probablemente se deba a que estas personas no pueden producir esta señal de dopamina de aumento lento.
Su trabajo fue publicado en la revista. Naturaleza.
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