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¿Cómo forma el cerebro las rutinas?

Lavarse los dientes
GETTY IMAGES / PEOPLEIMAGES
Publicado 09/02/2018 8:24:31CET

   MADRID, 9 Feb. (EUROPA PRESS) -

   Nuestra vida diaria incluye cientos de hábitos rutinarios, como cepillarnos los dientes, conducir al trabajo o guardar los platos, que son solo algunas de las tareas que nuestros cerebros han automatizado hasta el punto de que apenas necesitamos pensar en ellas.

   Aunque podemos pensar en cada una de estas rutinas como una tarea única, por lo general se componen de muchas acciones más pequeñas, como levantar nuestro cepillo de dientes, apretar la pasta dental sobre él y luego levantar el cepillo hacia la boca. Este proceso de agrupar los comportamientos en una sola rutina se conoce como "fragmentación", pero se sabe poco acerca de cómo el cerebro agrupa estos comportamientos juntos.

   Neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han descubierto ahora que ciertas neuronas en el cerebro son responsables de marcar el comienzo y el final de estas unidades de comportamiento fragmentadas. Estas neuronas, ubicadas en una región del cerebro altamente involucrada en la formación de hábitos, se encienden al comienzo de una rutina aprendida, permanecen en silencio mientras se lleva a cabo y luego vuelven a activarse una vez que la rutina ha terminado.

   Esta agrupación de tareas parece ser importante para iniciar una rutina y luego notificar al cerebro una vez que se ha realizado, apunta la autora principal de la investigación, Ann Graybiel, profesora del Instituto en el MIT y miembro del Instituto McGovern para la investigación del cerebro.

   Nune Martiros, reciente doctorado del MIT que ahora es postdoctorado en la Universidad de Harvard, Estados Unidos, también es un autor principal del artículo, que se detalla en un artículo publicado este jueves en 'Current Biology'. Otro miembro del equipo de investigación es Alexandra Burgess, reciente graduada del MIT y asociada técnica en el Instituto McGovern.

   Graybiel ha demostrado anteriormente que una parte del cerebro llamada cuerpo estriado, que se encuentra en los ganglios basales, juega un papel importante en la formación de hábitos. Hace varios años, ella y su grupo descubrieron que los patrones de activación de las neuronas en el cuerpo estriado cambian a medida que los animales aprenden un nuevo hábito, como girar a la derecha o a la izquierda en un laberinto al escuchar un cierto tono.

   Cuando el animal recién comienza a aprender el laberinto, estas neuronas se disparan continuamente durante toda la tarea. Sin embargo, a medida que el animal mejora al dar la vuelta correcta para recibir una recompensa, las activaciones se agrupan al principio de la tarea y al final. Una vez que se forman estos patrones, se vuelve extremadamente difícil romper el hábito.

   Sin embargo, estos estudios previos no descartaron la posibilidad de que el patrón esté relacionado con los comandos motores requeridos para el desempeño dentro del laberinto. En el nuevo estudio, Martiros y Graybiel se propusieron determinar si este patrón de activación podría vincularse de manera concluyente con la fragmentación del comportamiento habitual.

SE ESTABLECE UN PARÉNTESIS NEURONAL

   Los investigadores entrenaron ratas para presionar dos palancas en una secuencia particular, por ejemplo, 1-2-2 o 2-1-2. Las ratas tuvieron que descubrir cuál era la secuencia correcta, y si lo hacían, recibían una recompensa de leche con chocolate. Les llevó varias semanas aprender la tarea y, a medida que se volvían más precisos, los científicos vieron los mismos patrones de activación al principio y al final que se habían desarrollado en el cuerpo estriado que habían visto en sus estudios de hábitos previos.

   Debido a que cada rata aprendió una secuencia diferente, los investigadores podrían descartar la posibilidad de que los patrones correspondan a la entrada motora requerida para realizar una serie particular de movimientos. Esto ofrece una fuerte evidencia de que el patrón de disparo corresponde específicamente a la iniciación y finalización de una rutina aprendida, dicen los investigadores.

   "Creo que esto más o menos demuestra que el desarrollo de patrones de paréntesis sirve para empaquetar un comportamiento que el cerebro y los animales consideran valioso y que vale la pena conservar en su repertorio. Realmente es una señal de alto nivel que ayuda a liberar ese hábito, y creemos que la señal final dice que se ha hecho la rutina", apunta Graybiel.

   Los investigadores también descubrieron un patrón distinto en un conjunto de neuronas inhibidoras en el cuerpo estriado. La actividad en estas neuronas, conocidas como interneuronas, mostró una fuerte relación inversa con la actividad de las neuronas excitatorias que producen el patrón de paréntesis.

   "Las interneuronas se activaron durante el tiempo en que las ratas estaban a mitad de realizar la secuencia aprendida, y posiblemente podrían estar impidiendo que las neuronas principales inicien otra rutina hasta que la actual haya terminado. El descubrimiento de esta actividad opuesta de las interneuronas también nos acerca un paso más para comprender cómo los circuitos cerebrales pueden realmente producir este patrón de actividad", dice Martiros.

   El laboratorio de Graybiel ahora está investigando cómo la interacción entre estos dos grupos de neuronas ayuda a codificar el comportamiento habitual en el cuerpo estriado.

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