¿Dónde Quiere Comer Tu Cerebro?

Una nueva investigación publicada por investigadores de Cedars-Sinai avanza en la comprensión científica de cómo el cerebro sopesa las decisiones que involucran lo que le gusta o valora la gente, como elegir qué libro leer, qué restaurante escoger para el almuerzo, o incluso, qué máquina tragamonedas jugar en un casino. Publicado en la revista revisada por pares Nature Human Behaviour, este estudio involucró el registro de la actividad de las neuronas humanas individuales.

El estudio examinó decisiones llamadas opciones basadas en valores, donde no necesariamente hay una opción correcta o incorrecta, de acuerdo a Ueli Rutishauser, PhD, autor principal del estudio, director del Centro de Medicina y Ciencias Neurales y profesor de Neurología, Neurocirugía y Ciencias Biomédicas en Cedars-Sinai.

“Aprender cómo el cerebro toma este tipo de decisiones podría ayudarnos a comprender mejor los trastornos neurológicos, como la adicción y el trastorno obsesivo-compulsivo”, afirmó Rutishauser, “porque todas estas condiciones pueden involucrar a una persona que toma la misma decisión una y otra vez en su perjuicio.”

Los 20 participantes del estudio, todos voluntarios, eran pacientes con epilepsia que fueron hospitalizados mientras los médicos monitoreaban su actividad cerebral para determinar los puntos focales de sus convulsiones. Esto permitió a los investigadores registrar la actividad de las neuronas individuales dentro de sus cerebros mientras los participantes jugaban un juego de máquinas tragamonedas en la computadora.

El juego, llamado "bandido de dos brazos", permitía a los participantes elegir una de las dos máquinas tragamonedas en cada ronda. Los participantes presionaban un botón para seleccionar a su "bandido", el cual les pagaba o no. Los bandidos tenían marcas únicas, por lo que los participantes podían saber si lo habían elegido antes, los participantes jugaron varias rondas durante un período de 30 minutos.

Rutishauser explicó los factores involucrados en la toma de decisiones basadas en valores:

• Opciones familiares: "Si los participantes habían elegido un bandido varias veces antes, tenían una idea bastante clara de con qué frecuencia ganaba".
• Opciones inciertas: "Para los bandidos que solo habían jugado pocas veces, los participantes estaban menos seguros de su posibilidad de ganar".
• Nuevas opciones: “Cuando aparecía un nuevo bandido por primera vez, los participantes tenían que decidir elegir un bandido familiar o arriesgarse a elegir uno nuevo. A veces se siente bien hacer algo nuevo, y eso tiene un valor intrínseco propio”.

Estudios anteriores se basaron en imágenes de resonancia magnética funcional (MRI por sus siglas en inglés) para monitorear la actividad cerebral y sugirieron que una región del cerebro llamada corteza prefrontal ventromedial (vmPFC) juega un papel principal en la ponderación de estos factores. Pero en este estudio, los investigadores de Cedars-Sinai determinaron que un área completamente diferente, llamada área motora pre-suplementaria (pre-SMA), en realidad es preponderante.

El registro de la neurona-individual permitió a los investigadores ver que, si bien el vmPFC señaló el valor de "novedad" de los nuevos bandidos que aparecían, fue la pre-SMA la que calculó qué opción tenía la mejor oportunidad de generar la mayor recompensa. Y esa señal fue la base sobre la cual los participantes tomaron sus decisiones.

“Estudios anteriores no nos daban una imagen completa y no podían establecer la distinción que pudimos hacer aquí”, comentó Tomas Aquino, PhD, becario postdoctoral en el Rutishauser Lab y primer autor del estudio. "Dado que nuestras grabaciones de la neurona-individual son más sensibles que otros métodos más comunes, podríamos medir directamente cómo las neuronas preSMA calculan el valor de cada opción y determinan las elecciones de los participantes".

Tanto el vmPFC como el pre-SMA son parte del lóbulo frontal del cerebro, y ambos han estado implicados en actividades de planificación y toma de decisiones, pero en este estudio, por primera vez, los investigadores pudieron descubrir sus roles independientes. Este nuevo descubrimiento se une a una serie de otros recientes hallazgos que indican que la pre-SMA es de vital importancia para la toma de decisiones humanas.

"La oportunidad única para acceder al cerebro humano que abren estas grabaciones de la neurona-individual continúa profundizando nuestra comprensión de los mecanismos precisos detrás de los procesos cognitivos", comentó el Dr. Adam Mamelak, director del Programa de Neurocirugía Funcional en Cedars-Sinai y co -autor del estudio. “Estos continuos avances en la comprensión son la clave para encontrar nuevos tratamientos para trastornos neurológicos complejos y mejorar la vida de los pacientes”.

Esta investigación es parte de una colaboración continua entre Cedars-Sinai y el coautor principal John O'Doherty, profesor en el Fletcher Jones of Decision Neuroscience en el California Institute of Technology.

Financiamiento: Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud Subvenciones R01DA040011, R01MH111425, R01MH110831, U01NS117839 y P50MH094258.