Un nuevo estudio del Instituto de Neurociencia de los Países Bajos reúne dos escuelas de pensamiento sobre la función del neurotransmisor dopamina: una dice que la dopamina proporciona una señal de aprendizaje y la otra dice que la dopamina impulsa la motivación. ‘Pero probablemente sean ambos’, dice Ingo Willuhn.
Es bien sabido que el sistema de dopamina está implicado en la señalización de información relacionada con la recompensa, así como en acciones que generan resultados gratificantes. Esto se puede investigar utilizando experimentos de condicionamiento operante y pavlovianos. El condicionamiento pavloviano describe cómo tu cerebro hace una asociación entre dos situaciones o estímulos que antes parecían no estar relacionados. Un ejemplo famoso es el experimento de Pavlov, donde un perro escuchó un sonido antes de recibir comida. Después de varios emparejamientos del sonido con la entrega de alimentos, el sonido solo comenzó a hacer que el perro salivara. El condicionamiento operante, o aprendizaje instrumental, se diferencia de esto en que el comportamiento de un individuo es importante para ganar una recompensa de comida. Lo que significa que el individuo después de escuchar un sonido, tiene que realizar la llamada acción operante para recibir la recompensa. En los experimentos con animales, esa respuesta operante suele ser presionar una palanca.
Mediciones de dopamina en el núcleo accumbens
En el trabajo final de doctorado de Jessica Goedhoop en colaboración con Tara Arbab e Ingo Willuhn del Instituto de Neurociencia de los Países Bajos, analizan más de cerca el papel de la señalización de la dopamina en el aprendizaje y la motivación. El equipo comparó directamente los dos paradigmas de condicionamiento: las ratas macho se sometieron a condicionamiento pavloviano u operante, mientras que la liberación de dopamina se midió en el núcleo accumbens, una región del cerebro central para procesar esta información. Durante los experimentos, se iluminó una luz indicadora durante 5 segundos. Para el grupo pavloviano, se entregó una bolita de comida en el cargador de recompensas directamente después de que se apagara la luz de señal. Para el grupo de condicionamiento operante, apagar la luz indicadora fue seguido por la extensión de la palanca debajo de la luz indicadora hacia la caja operante. La palanca se retrajo después de presionar una vez la palanca, lo que inmediatamente resultó en la entrega de una recompensa de gránulos de comida en la revista de alimentos. Si no se presionó la palanca dentro de los 5 segundos posteriores a la extensión de la palanca, la palanca se retrajo y no se entregó ninguna recompensa.
Liberación sostenida de dopamina en el condicionamiento operante
Las ratas de ambos grupos liberaron la misma cantidad de dopamina al inicio de la señal predictiva de recompensa. Sin embargo, solo el grupo de condicionamiento operante mostró una meseta sostenida posterior en la concentración de dopamina durante toda la presentación de la señal de 5 segundos (durante la presentación de la señal y antes de presionar la palanca). Este mantenimiento de la dopamina se observó de manera confiable y constante a lo largo de la manipulación sistemática de los parámetros experimentales y el entrenamiento conductual. Por lo tanto, los investigadores creen que los niveles sostenidos de dopamina pueden ser un intermedio entre el aprendizaje y la acción, relacionado conceptualmente con la motivación para generar una acción de recompensa.
Ingo Willuhn: ‘Ha habido muchos estudios sobre la dopamina. Tenemos una idea decente de cuándo se libera la dopamina en el cerebro, pero todavía hay mucha discusión sobre cuáles son las variables precisas que determinan dicha señalización de dopamina. Esencialmente, una discusión sobre lo que «significa» la dopamina. Para investigar esto, los científicos suelen realizar experimentos de condicionamiento operante o pavlovianos. Pero prueban cosas ligeramente diferentes. Ambos tienen que ver con el aprendizaje de una asociación entre un estímulo neutral y una recompensa. Pero el condicionamiento operante requiere la motivación para realizar una acción además de eso (para ganar la recompensa). Por lo tanto, comparamos los dos tipos de condicionamiento en el mismo experimento.’
Agregar una pieza al rompecabezas
«Nuestros resultados unen los dos campos de científicos que a menudo luchan entre sí: uno dice que la dopamina es una señal de error de predicción de recompensa, lo que significa que la dopamina se libera cuando sucede algo mejor de lo esperado y se suprime cuando sucede algo peor». sucede lo esperado. Es una señal de aprendizaje (o enseñanza). El otro campo dice que esto no es cierto. Dicen que la dopamina tiene algo que ver con la motivación. El aumento de la liberación de dopamina vigorizará a los sujetos y trabajarán más duro para obtener la recompensa. Ha habido algunos intentos en el pasado de unir estos dos campos, pero aún se necesita más conocimiento sobre el tema.’
“Lo que vimos en nuestro estudio es que solo en la tarea de aprendizaje operante los niveles de dopamina se mantuvieron altos. Parece que la motivación está codificada en esta meseta. La predicción de la recompensa es el pico inicial de dopamina, pero la cantidad de señal que se mantiene refleja la motivación. Por lo tanto, nuestro artículo sugiere que existe la posibilidad de que la dopamina esté involucrada tanto en el aprendizaje como en la motivación. Los próximos pasos serán obtener más detalles de esto. Necesitamos replicar los experimentos y hacerlos más sofisticados. Cuanto más sofisticado lo haga, más precisas tienen que ser nuestras predicciones. Vamos a construir sobre él y ver si todavía se mantiene.’
Trascendencia
‘La dopamina no solo está involucrada en la vida cotidiana, sino también en trastornos como la adicción, la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia. Debido a la existencia de los dos campos, existe un desacuerdo sobre lo que sucede exactamente. Por ejemplo, algunos investigadores dicen que cuando los adictos toman drogas, la liberación de dopamina aumenta y, como consecuencia, todas las señales ambientales se vuelven más significativas. Los adictos aprenden que estas señales están asociadas con la droga y toman más y más droga, porque constantemente les recuerdan la droga en todas partes. Desde este punto de vista, la adicción es un aprendizaje equivocado. Otros investigadores dirían que la motivación para tomar el fármaco se intensifica con la ingesta más frecuente del fármaco, porque el fármaco eleva la liberación de dopamina. Este estudio indica que pueden ser ambos. Dependiendo del momento preciso, ambos sistemas podrían ser el conductor y ambos podrían estar involucrados.’
‘Esto también es relevante para la clínica. Los medicamentos recetados pueden influir en los sistemas de aprendizaje y motivación al mismo tiempo: y luego puede complicarse. Si le das a los pacientes esquizofrénicos medicamentos antipsicóticos clásicos, se vuelven lentos y no pueden actuar mucho porque su sistema de motivación está bajo. Los pacientes de Parkinson toman medicamentos pro-dopamina esencialmente porque perdieron su dopamina, pero algunos pacientes comienzan a apostar porque su sistema de dopamina se acelera repentinamente. No podemos influir en los componentes de aprendizaje y motivación por separado. Tan pronto como administres un fármaco, lo afectará por completo, por lo que es bueno tenerlo en cuenta”.
