Descubren en el cerebro el interruptor que decide entre insistir o abandonar un objetivo

Un estudio dirigido por expertos del University College London (UCL) ha develado un intrincado proceso del cerebro que podría explicar cómo toma decisiones críticas sobre si seguir perseverando en una tarea, explorar otras opciones o rendirse por completo.

Los descubrimientos realizados en ratones señalan que circuitos neuronales ubicados en el tronco encefálico, específicamente en una zona del mesencéfalo llamada núcleo del rafe medio (MRN), desempeñan un papel crucial en estas elecciones conductuales. La investigación fue publicada en Nature.

En el Centro Sainsbury Wellcome del UCL, el cual integra Mehran Ahmadlou, investigador principal del Laboratorio Hofer, se adentraron en los mecanismos cerebrales que subyacen a estos comportamientos.

En un comunicado difundido en el UCL especificaron: “Estudiaron un área del mesencéfalo llamada núcleo del rafe medio (MRN), que se encuentra cerca de la parte superior del tronco encefálico (que conecta el cerebro con la médula espinal). Los investigadores probaron la función de los circuitos neuronales en el MRN en diferentes condiciones y revelaron cómo los animales cambian entre estados y estrategias”.

En esa línea, según Ahmadlou, “para todos los seres vivos, la supervivencia depende de la capacidad de adaptar sus objetivos. Los animales deben decidir constantemente si perseveran en su objetivo actual, exploran opciones alternativas o se desvinculan por completo”.

“Queríamos comprender los circuitos neuronales que impulsan estas estrategias de comportamiento y permiten a los animales mantenerlas o cambiarlas. La necesidad de mantener el equilibrio correcto entre estas estrategias es común en todo el reino animal, por lo que es probable que los circuitos neuronales subyacentes se conserven evolutivamente y sean subcorticales”, dijo el experto.

En el documento difundido por el UCL se describió que “para explorar cómo el cerebro controla las estrategias de comportamiento, los investigadores utilizaron tanto tareas instintivas y naturalistas, en las que los animales no necesitaban ningún conocimiento previo, como tareas aprendidas en las que los animales actuaban en función de un conocimiento previo de dónde esperar una recompensa de comida. Mediante manipulaciones optogenéticas (utilizando luz para dirigir la actividad de las células cerebrales), imágenes de calcio y rastreo de circuitos neuronales, los investigadores revelaron tres tipos de células en el MRN con funciones complementarias”.

Una “lucha interna” del cerebro: perseverar o abandonar

Por su parte, Sonja Hofer, quien lideró el grupo y es autora del trabajo, precisó que “manipular la actividad neuronal de tipos específicos de células en el rafe medio influyó fuertemente en el comportamiento de los animales, de manera similar en los paradigmas de comportamiento instintivo y aprendido. Tres tipos de neuronas en el rafe medio podrían, en conjunto, impulsar decisiones sobre si seguir con lo que se está haciendo, probar otra cosa o abandonar por completo”.

Bajo estos preceptos, Ahmadlou sumó: “Descubrimos que la supresión de las neuronas GABAérgicas provoca la perseverancia en un objetivo actual o familiar; la activación de las neuronas glutamatérgicas impulsa la exploración de opciones alternativas; y la supresión de las neuronas serotoninérgicas en el núcleo del rafe medio hace que el animal se desconecte”.

Hofer destacó que junto a sus colegas se sorprendieron al descubrir “que los tres tipos principales de células de esta pequeña estructura cerebral tenían tres funciones fundamentalmente diferentes pero complementarias y un control tan fuerte sobre el comportamiento de los animales”.

Según se reveló en el comunicado del UCL, los investigadores también descubrieron “que el rafe medio recibe información sobre si una experiencia es positiva o negativa de otras dos regiones del cerebro, el hipotálamo lateral y la habénula lateral, y estas señales a su vez pueden impulsar la perseverancia en un objetivo o el desapego a él”.

“En conjunto, estos hallazgos establecen al MRN como un conmutador conductual central para la toma de decisiones, en una posición única para controlar de manera flexible las estrategias conductuales”, divulgaron.

Al tiempo que remarcaron que los circuitos neuronales revelados en este estudio “pueden ayudar a comprender mejor una serie de trastornos neuropsiquiátricos. Por ejemplo, en el TOC y el autismo se puede observar un impulso excesivamente intenso a persistir en acciones familiares y comportamientos repetitivos, mientras que la desconexión patológica y la falta de motivación son un síntoma del trastorno depresivo mayor. Por lo tanto, los cambios en la tasa de activación de tipos específicos de células del rafe medio podrían contribuir a ciertos aspectos de estos trastornos”.

En ese sentido, Hofer reflexionó: “Es posible que en algunos trastornos mentales las neuronas del rafe medio específicas puedan tener tasas de activación patológicas. Por ejemplo, una actividad muy baja de las neuronas serotoninérgicas específicamente en el núcleo del rafe medio podría contribuir a un fenotipo depresivo. Esto es interesante porque la mayoría de los tratamientos más eficaces para los trastornos depresivos se centran en el neurotransmisor serotonina. Pero estos medicamentos no son específicos, son lentos y no funcionan para todo el mundo”.

“Una mejor comprensión de los mecanismos cerebrales que subyacen a los fenotipos conductuales sanos y patológicos podría proporcionar una base para el desarrollo de tratamientos nuevos y más específicos”, indicó la experta.