Cuando tomamos decisiones complejas, tenemos que tener en cuenta muchos factores. Algunas opciones tienen una recompensa alta pero conllevan riesgos potenciales; otras tienen un riesgo menor pero pueden tener una recompensa menor asociada con ellas.
Un nuevo estudio del MIT arroja luz sobre la parte del cerebro que nos ayuda a tomar este tipo de decisiones. El equipo de investigación encontró un grupo de neuronas en el cuerpo estriado del cerebro que codifica información sobre los posibles resultados de diferentes decisiones. Estas células se convierten enparticularmente activo cuando un comportamiento conduce a un resultado diferente al esperado, lo que los investigadores creen que ayuda al cerebro a adaptarse a las circunstancias cambiantes.
"Gran parte de esta actividad cerebral tiene que ver con resultados sorprendentes, porque si se espera un resultado, en realidad no hay nada que aprender. Lo que vemos es que hay una fuerte codificación tanto de recompensas inesperadas como de resultados negativos inesperados", dice Bernard Bloem, ex postdoctorado del MIT y uno de los autores principales del nuevo estudio.
Las deficiencias en este tipo de toma de decisiones son un sello distintivo de muchos trastornos neuropsiquiátricos, especialmente la ansiedad y la depresión. Los nuevos hallazgos sugieren que ligeras alteraciones en la actividad de estas neuronas estriatales podrían hacer que el cerebro tome decisiones impulsivas o se paralice por la indecisión., dicen los investigadores.
Rafiq Huda, ex postdoctorado del MIT, también es autor principal del artículo, que aparece en Comunicaciones de la naturaleza. Ann Graybiel, profesora del Instituto MIT y miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT, es la autora principal del estudio.
Aprendiendo de la experiencia
Se sabe que el cuerpo estriado, ubicado en lo profundo del cerebro, desempeña un papel clave en la toma de decisiones que requieren evaluar los resultados de una acción en particular. En este estudio, los investigadores querían aprender más sobre la base neuronal de cómo el cerebro genera costos-decisiones de beneficio, en las que un comportamiento puede tener una mezcla de resultados positivos y negativos.
Para estudiar este tipo de toma de decisiones, los investigadores entrenaron ratones para hacer girar una rueda hacia la izquierda o hacia la derecha. Con cada giro, recibirían una combinación de recompensa agua azucarada y resultado negativo una pequeña bocanada de aire.. A medida que los ratones realizaban la tarea, aprendieron a maximizar la entrega de recompensas y a minimizar la entrega de bocanadas de aire. Sin embargo, durante cientos de ensayos, los investigadores cambiaron con frecuencia las probabilidades de obtener la recompensa o la bocanada de aire, por lo quelos ratones necesitarían ajustar su comportamiento.
A medida que los ratones aprendieron a hacer estos ajustes, los investigadores registraron la actividad de las neuronas en el cuerpo estriado. Esperaban encontrar actividad neuronal que reflejara qué acciones son buenas y deben repetirse, o malas y deben evitarse.Si bien algunas neuronas hicieron esto, los investigadores también descubrieron, para su sorpresa, que muchas neuronas codificaban detalles sobre la relación entre las acciones y ambos tipos de resultados.
Los investigadores encontraron que estas neuronas respondían con más fuerza cuando un comportamiento producía un resultado inesperado, es decir, cuando girar la rueda en una dirección producía el resultado opuesto al que había tenido en pruebas anteriores. Estas "señales de error" para la recompensa y la penalizaciónparecen ayudar al cerebro a darse cuenta de que es hora de cambiar de táctica.
La mayoría de las neuronas que codifican estas señales de error se encuentran en los estriosomas, grupos de neuronas ubicados en el cuerpo estriado. Trabajos anteriores han demostrado que los estriosomas envían información a muchas otras partes del cerebro, incluidas las regiones productoras de dopamina y las regiones involucradasen la planificación del movimiento.
"Los estriosomas parecen hacer un seguimiento de los resultados reales en su mayoría", dice Bloem. "La decisión de realizar una acción o no, que esencialmente requiere integrar múltiples resultados, probablemente ocurra en algún lugar del cerebro".
Hacer juicios
Los hallazgos podrían ser relevantes no solo para que los ratones aprendan una tarea, sino también para muchas decisiones que las personas deben tomar todos los días al sopesar los riesgos y beneficios de cada opción. Comer un tazón grande de helado después de la cena conduce a una reacción inmediata.gratificación, pero podría contribuir al aumento de peso o a la mala salud. Decidir comer zanahorias en su lugar te hará sentir más saludable, pero te perderás el disfrute de la golosina.
"Desde una perspectiva de valor, estos pueden considerarse igualmente buenos", dice Bloem. "Lo que descubrimos es que el cuerpo estriado también sabe por qué estos son buenos, y sabe cuáles son los beneficios y el costo de cada uno. En cierto modo, la actividad allí refleja mucho más sobre el resultado potencial que la probabilidad de que lo elijas".
Este tipo de toma de decisiones complejas a menudo se ve afectada en personas con una variedad de trastornos neuropsiquiátricos, que incluyen ansiedad, depresión, esquizofrenia, trastorno obsesivo-compulsivo y trastorno de estrés postraumático. El abuso de drogas también puede provocar problemas de juicio e impulsividad.
"Puedes imaginar que si las cosas se configuran de esta manera, no sería tan difícil confundirse entre lo que es bueno y lo que es malo, porque hay algunas neuronas que se activan cuando un resultado es bueno ytambién disparar cuando el resultado es malo”, dice Graybiel. “Nuestra capacidad para hacer nuestros movimientos o nuestros pensamientos en lo que llamamos una forma normal depende de esas distinciones, y si se vuelven borrosas, es un verdadero problema”.
Los nuevos hallazgos sugieren que la terapia conductual dirigida a la etapa en la que la información sobre los posibles resultados se codifica en el cerebro puede ayudar a las personas que padecen esos trastornos, dicen los investigadores.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud/Instituto Nacional de Salud Mental, la Fundación Saks Kavanaugh, la Fundación William N. y Bernice E. Bumpus, la Fundación Simons, la Fundación de la Familia Nancy Lurie Marks, el Instituto Nacional del Ojo, el Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares, la Fundación Nacional de Ciencias, la Iniciativa de Investigación del Autismo de la Fundación Simons y JSPS KAKENHI.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts. Original escrito por Anne Trafton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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