Investigadores desactivan reversiblemente la vía cerebral en primates

Los investigadores desconectaron temporalmente la conexión entre el área tegmental ventral (VTA) y el núcleo accumbens (NAc). Como resultado, la motivación de los monos para trabajar más duro por una recompensa mayor disminuyó. Crédito: Wim Vanduffel et al. (2020)

Por primera vez, los neurofisiólogos de KU Leuven, Harvard y la Universidad de Kioto lograron deshabilitar de manera reversible una conexión entre dos áreas en el cerebro de primates mientras realizaban tareas cognitivas, o mientras todo su cerebro la actividad estaba siendo monitoreada. La desconexión tuvo un impacto negativo en la motivación de los animales, pero no en su comportamiento de aprendizaje. El estudio, que se publicó en Neuron, eventualmente puede conducir a tratamientos más específicos para ciertos trastornos cerebrales.

El aprendizaje es crucial para la supervivencia del hombre. El sistema de recompensas del cerebro juega un papel importante en esto. Los bebés aprenden a sostener su taza para poder beber por sí mismos. Como estudiante, aprendes habilidades que son útiles para tu carrera. En tiempos de COVID-19, aprendemos a adaptarnos rápidamente a las medidas para evitar contagios o al menos una mirada fina o desaprobatoria. Además de la recompensa, la motivación es otro factor importante a la hora de aprender. Sin motivación, ni siquiera el estudiante más inteligente obtendría un título. Pero, ¿qué es más importante: la motivación o la recompensa?

Wim Vanduffel y sus colegas investigaron si una vía cerebral específica es crucial para la motivación o el aprendizaje basado en la recompensa. En una primera tarea, los animales tenían que hacer un gran esfuerzo para obtener una gran recompensa, o un pequeño esfuerzo para obtener una recompensa menor. Los investigadores mostraron dos formas simples en una pantalla. El primate aprendió, por ejemplo, que recibió más jugo de naranja cuando miró un triángulo rojo que cuando miró un círculo azul. También tuvo que mirar el triángulo por más tiempo y, por lo tanto, esforzarse más para recibir la recompensa más grande. Entonces, el primate tenía que estar fuertemente motivado si quería la mayor recompensa.

En una segunda tarea, el primate nuevamente tenía que mirar dos formas. En este caso, sin embargo, la elección de una forma estaba vinculada a una mayor probabilidad de obtener jugo de naranja que la elección de la otra. El tamaño de la recompensa fue el mismo, pero mirar una forma fue recompensado con más frecuencia que mirar la otra forma.

Al igual que las personas, los primates aprenden a seleccionar el estímulo que produce la mayor recompensa muy rápidamente; tratan de maximizar sus ganancias. En una etapa posterior, los investigadores modificaron las posibilidades de obtener una recompensa. Sin que el primate lo supiera, la forma que antes producía menos recompensa de repente se convirtió en la más rentable. Una vez más, al igual que con los humanos, los primates aprenden a cambiar de estrategia rápidamente eligiendo el estímulo nuevo y más rentable.

Los investigadores desconectaron temporalmente la vía nerviosa entre el área tegmentalis ventralis (VTA) y el núcleo accumbens ( NAc).

Disminución de la motivación

A continuación, los investigadores desactivaron de forma reversible una vía específica. Esta vía, la conexión entre dos núcleos cerebrales importantes del sistema de recompensa, produce principalmente dopamina. La intervención tuvo un fuerte efecto sobre la motivación de los animales durante la primera tarea. De repente, los animales siempre buscaban la pequeña recompensa fácil en lugar de la gran recompensa que requería más esfuerzo. No hubo cambios en el comportamiento durante la segunda tarea de aprendizaje basada en refuerzo. Los animales descubrieron qué estímulo era el más rentable tan rápido como la primera vez.

Esta vía específica es, por lo tanto, importante para mantener la motivación para hacer mayores esfuerzos, pero no para aprender sobre los cambios en vínculos entre un estímulo y una recompensa.

Los investigadores utilizaron resonancias magnéticas funcionales para observar la actividad cerebral de los primates. Cuando se deshabilitó la vía, notaron un aumento sorprendente en la conectividad funcional entre las áreas de la corteza cerebral temporal y frontal: las áreas se activan de manera más sincrónica. Por lo tanto, este aumento estuvo relacionado con una disminución de la motivación.

Primera vez

«Esta es la primera vez que los científicos han logrado deshabilitar de forma reversible una vía específica entre dos áreas en el cerebros de primates mientras realizan tareas cognitivas y toda su actividad cerebral está siendo monitoreada», explica el profesor Vanduffel. En estudios anteriores, las áreas del cerebro generalmente se activaban o desactivaban en su totalidad, lo que tiene un impacto en todas las conexiones de esa área específica. «En los muy pocos experimentos selectivos de vías publicados hasta ahora, los monos no tuvieron que realizar tareas cognitivas, ni se tomaron muestras de toda la actividad cerebral. Contrariamente al consenso hasta el momento, que se basa principalmente en la investigación con roedores, parece que esta vía en el sistema de recompensas del cerebro es más importante para la motivación para hacer grandes esfuerzos que para el aprendizaje basado en recompensas».

Psiquiatría

La falta o el exceso de motivación juega un papel importante en muchos trastornos psiquiátricos. trastornos, incluyendo depresión, conducta compulsiva, adicción, trastornos de ansiedad, trastornos del estado de ánimo y esquizofrenia. “Nuestro estudio proporciona nuevas perspectivas para aumentar o disminuir la actividad en vías específicas sin afectar un área o sistema cerebral completo, porque otras vías que se originan en el mismo núcleo cerebral no se ven afectadas”, dice el profesor Vanduffel. “Este no es el caso de los métodos en los que se afecta un área completa y, por lo tanto, todas las conexiones de esa área. Esto abre la puerta a intervenciones mucho más precisas en los sistemas cerebrales y, posteriormente, al desarrollo de terapias más efectivas para los trastornos cerebrales. con menos efectos secundarios.

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Los investigadores confirman una importante vía de recompensa cerebral Más información: Pascaline Vancraeyenest et al, Selective Mesoaccumbal Pathway Inactivation Affects Motivation but Not Reinforcement-Based Learning in Macaques, Neuron (2020). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.07.013 Información de la revista: Neuron

Proporcionado por KU Leuven Cita: Los investigadores desactivan reversiblemente la vía cerebral en primates (25 de agosto de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-reversible-disable-brain-pathway-primates.html Este documento está sujeto a derechos de autor. el propósito de estudio privado o investigación , ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.