MADRID, 4 Dic. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest, Carolina del Norte (Estados Unidos) demuestra que la liberación de dopamina en el cerebro humano desempeña un papel crucial en la codificación de los errores de predicción tanto de recompensa como de castigo, lo que significa que la dopamina interviene en el proceso de aprendizaje tanto de las experiencias positivas como de las negativas, permitiendo al cerebro ajustar y adaptar su comportamiento en función de los resultados de estas experiencias.
La dopamina es un neurotransmisor producido en el cerebro que actúa como mensajero químico, facilitando la comunicación entre las células nerviosas del cerebro y el cuerpo. Interviene en funciones como el movimiento, la cognición y el aprendizaje. Aunque la dopamina es más conocida por su asociación con las emociones positivas, los científicos también están explorando su papel en las experiencias negativas. El estudio se publica en 'Science Advances'.
"Anteriormente, la investigación ha demostrado que la dopamina desempeña un papel importante en la forma en que los animales aprenden de las experiencias 'gratificantes' (y posiblemente 'castigadoras'). Pero se han realizado pocos trabajos para evaluar directamente lo que hace la dopamina en escalas de tiempo rápidas en el cerebro humano", ha afirmado el doctor Kenneth T. Kishida, profesor asociado de fisiología y farmacología y neurocirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest. "Este es el primer estudio en humanos que examina cómo codifica la dopamina las recompensas y los castigos y si la dopamina refleja una señal de enseñanza 'óptima' que se utiliza en las investigaciones actuales más avanzadas sobre inteligencia artificial", ha añadido.
Para el estudio, los investigadores del equipo de Kishida utilizaron la voltamperometría cíclica de barrido rápido, una técnica electroquímica, combinada con el aprendizaje automático, para detectar y medir los niveles de dopamina en tiempo real (es decir, 10 mediciones por segundo). Sin embargo, este método es difícil y solo puede realizarse durante procedimientos invasivos como la cirugía cerebral de estimulación cerebral profunda (ECP). La ECP se emplea habitualmente para tratar dolencias como la enfermedad de Parkinson, el temblor esencial, el trastorno obsesivo-compulsivo y la epilepsia.
El equipo de Kishida colaboró con los neurocirujanos de Atrium Health Wake Forest Baptist, Stephen B. Tatter, y Adrian W. Laxton, quienes también son miembros de la facultad en el Departamento de Neurocirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest, para insertar un microelectrodo de fibra de carbono profundamente en el cerebro de tres participantes en Atrium Health Wake Forest Baptist Medical Center que estaban programados para recibir ECP para tratar el temblor esencial.
Mientras los participantes estaban despiertos en el quirófano, jugaron a un sencillo juego de ordenador. Mientras jugaban, se realizaron mediciones de dopamina en el cuerpo estriado, una parte del cerebro importante para la cognición, la toma de decisiones y la coordinación de movimientos.
Durante el juego, las elecciones de los participantes eran recompensadas o castigadas con pérdidas o ganancias monetarias reales. El juego se dividía en tres fases en las que los participantes aprendían de la retroalimentación positiva o negativa a tomar decisiones que maximizaban las recompensas y minimizaban las penalizaciones. Los niveles de dopamina se midieron continuamente, una vez cada 100 milisegundos, a lo largo de cada una de las tres fases del juego.
"Descubrimos que la dopamina no solo desempeña un papel en la señalización de las experiencias positivas y negativas en el cerebro, sino que parece hacerlo de una forma óptima cuando se intenta aprender de esos resultados. Lo que también resulta interesante es que parece haber vías independientes en el cerebro que activan por separado el sistema dopaminérgico para las experiencias gratificantes y las punitivas", afirma Kishida. "Nuestros resultados revelan un resultado sorprendente: estas dos vías pueden codificar experiencias gratificantes y punitivas en escalas de tiempo ligeramente desplazadas, separadas por solo 200 a 400 milisegundos", ha añadido.
Kishida cree que este nivel de comprensión puede llevar a entender mejor cómo se ve afectado el sistema dopaminérgico en seres humanos con trastornos psiquiátricos y neurológicos. Según Kishida, se necesita más investigación para comprender cómo se altera la señalización de la dopamina en los trastornos psiquiátricos y neurológicos.
"Tradicionalmente, la dopamina suele denominarse 'el neurotransmisor del placer'", según Kishida. "Sin embargo, nuestro trabajo aporta pruebas de que esta no es la forma de pensar sobre la dopamina. Por el contrario, la dopamina es una parte crucial de un sofisticado sistema que enseña a nuestro cerebro y guía nuestro comportamiento", ha agregado.
Así, señala que el hecho de que la dopamina también participe en la enseñanza al cerebro de las experiencias de castigo es un descubrimiento "importante" que puede proporcionar nuevas direcciones en la investigación para ayudar a comprender mejor los mecanismos subyacentes a la depresión, la adicción y los trastornos psiquiátricos y neurológicos relacionados.
