El “regulador oculto” del cerebro adulto: descubren el mecanismo que decide cuánto aprendemos cada día

Hace décadas, la neurociencia pensaba que ciertas señales del cerebro solo actuaban como arquitectas en la construcción de la mente durante el embarazo. Ahora, un grupo de investigadores de la City University of New York (CUNY) descubrió que ese mismo sistema sigue operando en la adultez, marcando cuánto aprendemos y adaptamos nuestro comportamiento día tras día.

El hallazgo, publicado recientemente en la revista iScience, reabre el debate sobre cómo la biología puede condicionar la flexibilidad mental y la persistencia en los adultos, con impacto directo en enfermedades como el Parkinson y la adicción.

Un “regulador” oculto tras cada decisión

En el centro del estudio está Smoothened, un receptor que forma parte de una vía de señalización clave en el desarrollo embrionario. Este receptor actúa como un “regulador de tiempo” en el cerebro adulto, coordinando la acción de dos neurotransmisores esenciales: la dopamina y la acetilcolina.

La dopamina se asocia con la motivación y el refuerzo de conductas, mientras que la acetilcolina establece el momento en que las neuronas pueden modificar sus conexiones. La investigación se centró en el cuerpo estriado, una región cerebral que vincula acciones con resultados y evalúa el esfuerzo necesario para lograrlos. Allí, la acetilcolina es liberada por interneuronas colinérgicas, que interrumpen brevemente su actividad durante el aprendizaje, abriendo un “ventana” para que la dopamina fortalezca las conexiones útiles.

“Al ajustar el tiempo que la acetilcolina se aparta, Smoothened determina eficazmente la intensidad con la que la dopamina puede reforzar las acciones recientes en el cerebro adulto”, explicó Andreas H. Kottmann, director del estudio.

Aprendizaje más rápido, menos flexibilidad

El experimento mostró que los animales carentes de Smoothened en sus neuronas colinérgicas aprendían más rápido tareas motoras y persistían más en la búsqueda de recompensas. Pero esa ventaja tenía una contracara: perdían capacidad de adaptación cuando las condiciones cambiaban.

“Smoothened parece actuar como un regulador que impide que las señales de refuerzo sean demasiado fuertes o persistentes”, señaló Kottmann.

Cuando la actividad de Smoothened es alta, las pausas de la acetilcolina son más cortas y reguladas, mientras que, si se elimina este receptor, las pausas se alargan, ampliando el tiempo durante el cual la dopamina puede impulsar cambios. En otras palabras, el equilibrio entre aprendizaje y flexibilidad depende del ajuste fino entre estas dos sustancias.

Las implicaciones van más allá del laboratorio. Al identificar a Smoothened como regulador de la sincronización entre dopamina y acetilcolina, el estudio abre la puerta a nuevas estrategias frente a trastornos donde la motivación y la formación de hábitos se alteran, como el Parkinson y la adicción.

En el caso de la enfermedad de Parkinson, la pérdida de neuronas que producen dopamina se reconoce como un sello distintivo. Pero, según la investigación, alteraciones en la señalización de la acetilcolina y la flexibilidad para aprender pueden aparecer antes de que se manifiesten los síntomas motores. “Nuestro trabajo revela la eficacia con la que la naturaleza reutiliza las vías de señalización. Utiliza las mismas señales cruciales para el desarrollo embrionario para controlar los cambios en el cerebro adulto que sustentan el aprendizaje momento a momento”, sostuvo Kottmann.

En adicciones, las drogas pueden generar ciclos de refuerzo difíciles de romper. Restaurar el balance entre la dopamina y la acetilcolina, según el equipo de CUNY, podría ayudar a diseñar tratamientos que promuevan patrones de motivación más saludables y flexibles.

Este avance, financiado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y la Asociación Americana de la Enfermedad de Parkinson, abre una nueva línea de investigación para quienes buscan entender el origen biológico de los hábitos, la motivación y la capacidad de adaptación. La CUNY School of Medicine espera que estos descubrimientos sirvan tanto para el desarrollo de terapias como para la formación de profesionales capaces de abordar los desafíos de la salud mental y neurológica en las grandes ciudades.

“El aprendizaje debe controlarse con precisión y equilibrarse con la flexibilidad conductual. Si este equilibrio se altera, las consecuencias para la salud cerebral pueden ser graves”, concluyó Kottmann.