Estudio encuentra neuronas que codifican los resultados de las acciones
Los neurocientíficos del MIT han descubierto que los estriosomas (rojos) en el cuerpo estriado codifican información sobre los posibles resultados de una acción en particular. Crédito: Instituto Tecnológico de Massachusetts
Cuando tomamos decisiones complejas, debemos tener en cuenta muchos factores. Algunas opciones tienen una gran recompensa pero conllevan riesgos potenciales; otros son de menor riesgo pero pueden tener una menor recompensa asociada con ellos.
Un nuevo estudio del MIT arroja luz sobre la parte del cerebro que nos ayuda a tomar este tipo de decisiones. El equipo de investigación encontró un grupo de neuronas en el cuerpo estriado del cerebro que codifica información sobre los posibles resultados de diferentes decisiones. Estas células se vuelven particularmente activas cuando un comportamiento conduce a un resultado diferente al esperado, lo que los investigadores creen que ayuda al cerebro a adaptarse a las circunstancias cambiantes.
«Gran parte de esta actividad cerebral tiene que ver con resultados sorprendentes, porque si se espera un resultado, realmente no hay nada que aprender. Lo que vemos es que hay una fuerte codificación tanto de recompensas inesperadas como de resultados negativos inesperados», dice Bernard Bloem, ex postdoctorado del MIT y uno de los autores principales del nuevo estudio.
Las deficiencias en este tipo de toma de decisiones son un sello distintivo de muchos trastornos neuropsiquiátricos, especialmente la ansiedad y la depresión. Los nuevos hallazgos sugieren que ligeras alteraciones en la actividad de estas neuronas estriatales podrían hacer que el cerebro tome decisiones impulsivas o se paralice por la indecisión, dicen los investigadores.
Rafiq Huda, ex postdoctorado del MIT, también es un autor principal del artículo, que aparece en Nature Communications. Ann Graybiel, profesora del Instituto del MIT y miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT, es la autora principal del estudio.
Aprender de la experiencia
El cuerpo estriado, ubicado en lo profundo del cerebro , se sabe que juega un papel clave en la toma de decisiones que requieren evaluar los resultados de una acción en particular. En este estudio, los investigadores querían aprender más sobre la base neuronal de cómo el cerebro toma decisiones de costo-beneficio, en las que un comportamiento puede tener una mezcla de resultados positivos y negativos.
Para estudiar este tipo de toma de decisiones, los investigadores entrenaron ratones para hacer girar una rueda hacia la izquierda o hacia la derecha. Con cada turno, recibirían una combinación de recompensa (agua azucarada) y resultado negativo (una pequeña bocanada de aire). A medida que los ratones realizaban la tarea, aprendieron a maximizar la entrega de recompensas y a minimizar la entrega de bocanadas de aire. Sin embargo, durante cientos de pruebas, los investigadores cambiaron con frecuencia las probabilidades de obtener la recompensa o la bocanada de aire, por lo que los ratones tendrían que ajustar su comportamiento.
A medida que los ratones aprendieron a hacer estos ajustes, el Los investigadores registraron la actividad de las neuronas en el cuerpo estriado. Esperaban encontrar actividad neuronal que reflejara qué acciones son buenas y deben repetirse, o malas y deben evitarse. Si bien algunas neuronas hicieron esto, los investigadores también descubrieron, para su sorpresa, que muchas neuronas codificaban detalles sobre la relación entre las acciones y ambos tipos de resultados.
Aquí, los estriosomas (rojos) aparecen y luego desaparecen a medida que se mueve la vista. más profundamente en el cuerpo estriado. Cortesía de los investigadores
Los investigadores descubrieron que estas neuronas respondían con más fuerza cuando un comportamiento producía un resultado inesperado, es decir, cuando girar la rueda en una dirección producía el resultado opuesto al que había tenido en ensayos anteriores. . Estas «señales de error» de recompensa y penalización parecen ayudar al cerebro a darse cuenta de que es hora de cambiar de táctica.
La mayoría de las neuronas que codifican estas señales de error se encuentran en los estriosomas, grupos de neuronas ubicados en el cuerpo estriado. . Trabajos anteriores han demostrado que los estriosomas envían información a muchas otras partes del cerebro, incluidas las regiones productoras de dopamina y las regiones involucradas en la planificación del movimiento.
«Los estriosomas parecen hacer un seguimiento de cuáles son los resultados reales, dice Bloem. «La decisión de realizar una acción o no, que esencialmente requiere la integración de múltiples resultados, probablemente ocurra en algún lugar posterior del cerebro».
Hacer juicios
Los hallazgos podrían ser relevantes no solo a los ratones que aprenden una tarea, pero también a muchas decisiones que las personas tienen que tomar todos los días al sopesar los riesgos y beneficios de cada elección. Comer un gran tazón de helado después de la cena genera una gratificación inmediata, pero puede contribuir al aumento de peso o a la mala salud. Decidir comer zanahorias en su lugar te hará sentir más saludable, pero te perderás el disfrute del dulce placer.
«Desde una perspectiva de valor, estos pueden considerarse igualmente buenos», dice Bloem. «Lo que descubrimos es que el cuerpo estriado también sabe por qué estos son buenos y sabe cuáles son los beneficios y el costo de cada uno. En cierto modo, la actividad allí refleja mucho más sobre el resultado potencial que la probabilidad de que elija «
Este tipo de toma de decisiones complejas a menudo se ve afectada en personas con una variedad de trastornos neuropsiquiátricos, que incluyen ansiedad, depresión, esquizofrenia, trastorno obsesivo-compulsivo y trastorno de estrés postraumático. El abuso de drogas también puede provocar problemas de juicio e impulsividad.
«Puedes imaginar que si las cosas se organizan de esta manera, no sería tan difícil confundirse entre lo que es bueno y lo que es bueno». malo, porque hay algunas neuronas que se activan cuando el resultado es bueno y también se activan cuando el resultado es malo», dice Graybiel. «Nuestra capacidad para hacer nuestros movimientos o nuestros pensamientos en lo que llamamos una forma normal depende de esas distinciones, y si se vuelven borrosas, es un verdadero problema».
Los nuevos hallazgos sugieren que la terapia conductual dirigida a la etapa en el que la información sobre los resultados potenciales se codifica en el cerebro puede ayudar a las personas que sufren de esos trastornos, dicen los investigadores.
Explore más
El estudio ayuda a explicar por qué la motivación para aprender disminuye con la edad Más información: Bernard Bloem et al, Representación de acción-resultado multiplexada por compartimentos de matriz de estriosoma estriatal detectados con un costo de ratón -tarea de búsqueda de beneficios, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28983-5 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu /newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre investigación, innovación y enseñanza del MIT.
Cita: El estudio encuentra neuronas que codifican los resultados de las acciones (25 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-neurons-encode -outcomes-actions.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.