Los científicos identifican las neuronas que procesan los resultados de las acciones

Parte de sopesar cualquier decisión implica considerar las consecuencias que se derivarán de ella, y los científicos ahora han identificado neuronas en el cerebro que parecen codificar los resultados de las acciones para que puedan evaluarse adecuadamente.

El estudio se llevó a cabo en ratones, pero los investigadores creen que también podría aplicarse ampliamente a los cerebros humanos. Los hallazgos se basan muchos estudios previos que han encontrado un vínculo entre una parte del cerebro llamada cuerpo estriado y decisiones que involucran la evaluación de resultados.

Aquí, el equipo analizó la actividad neuronal asociada con las decisiones de costo-beneficio, donde una acción puede tener una combinación de resultados positivos y negativos. Estas opciones a las que nos enfrentamos a menudo tienen un equilibrio de riesgo y recompensa en el que es necesario pensar.

Durante sus experimentos con los ratones, los investigadores pudieron identificar un grupo particular de neuronas que se activaron durante estas decisiones, y particularmente cuando un comportamiento condujo a un resultado que no se esperaba: un signo de adaptación.

“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”. dice el neurocientífico Bernard Bloemanteriormente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

“Lo que vemos es que hay una fuerte codificación tanto de recompensas inesperadas como de resultados negativos inesperados”.

A lo largo del estudio, los ratones fueron entrenados para hacer girar una rueda hacia la izquierda o hacia la derecha. Cada turno daría como resultado una mezcla de un resultado positivo (una gota de agua azucarada) y un resultado negativo (una pequeña bocanada de aire).

Con el paso del tiempo, los ratones aprendieron a maximizar el nivel de recompensa y minimizar el nivel de bocanadas de aire. Sin embargo, los investigadores cambiaron continuamente las probabilidades de cada resultado, lo que obligó a los ratones a seguir ajustando su comportamiento.

Los estriosomas en rojo aparecen y desaparecen en el cuerpo estriado. (Bloem et al, Comunicaciones de la naturaleza, 2022)

La actividad cerebral subsiguiente registrada en los estriosomas (grupos de neuronas en el cuerpo estriado) varió dependiendo de si las acciones eran “buenas” o “malas”, como se esperaba. Sin embargo, los investigadores también notaron muchas de las neuronas que codifican la relación entre las acciones y ambos tipos de resultados.

Se observaron reacciones más fuertes cuando sucedió lo inesperado, cuando un giro de la rueda produjo un resultado diferente al que había producido la vez anterior. Los científicos creen que estas ‘señales de error’ ayudan al cerebro a decidir cuándo es el momento de cambiar su enfoque de una tarea.

“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 la integración de múltiples resultados, probablemente ocurra en algún lugar posterior del cerebro”.

Investigación previa ha relacionado los estriosomas con mensajes enviados a otras partes del cerebro, mensajes sobre cómo planificar el movimiento, por ejemplo, o cuándo producir dopamina, la sustancia química de recompensa del cerebro. Son intrínsecos a las decisiones sobre si actuar o no y cualquier recompensa posterior.

Pero como algunas de las neuronas de “decisión” se disparan con buenos y malos resultados, es fácil ver cómo el proceso podría salir mal.

“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”. explica Ann Graybiel, neurocientífica del MIT.

Esto podría estar detrás de los trastornos neuropsiquiátricos, como la ansiedad y la depresión, en los que las ligeras interrupciones en las redes neuronales identificadas por los investigadores podrían dar lugar a una toma de decisiones impulsiva en un extremo de la escala y paralización por la indecisión en el otro.

Si nuestros cerebros están confundidos acerca de lo que es “bueno” y lo que es “malo”, eso también podría llevarnos a tomar decisiones que son malas para nosotros. Una mayor comprensión de cómo funciona esta actividad neuronal podría eventualmente mejorar los tratamientos para tales afecciones.

La investigación también podría ser útil para comprender las decisiones que todos tomamos todos los días, como comer o no helado en lugar de una opción más saludable: hay una recompensa a corto plazo en términos de su dulzura, pero potencialmente una negativa a largo plazo cuando se trata de peso y estado físico.

“Desde una perspectiva de valor, [these two outcomes] puede ser considerado igualmente bueno”, 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 elija eso.”

La investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.