Recompensas y dopamina para modificar el aprendizaje sensorial

Invitat 30/07/09, 04:40 pm

Fecha: 2009-07-28

Investigadores de Alemania, Suiza y Reino Unido han confirmado que existe relación entre los niveles de dopamina y el aprendizaje sensorial de los humanos adultos a base de recompensas. Los descubrimientos, publicados en la revista PLoS (Public Library of Science) Biology, apuntan a la posibilidad de usar fármacos dopaminérgicos en conjunción con formación basada en recompensas para el tratamiento de pacientes que presentan alteraciones en los procesos sensoriales, por ejemplo aquellos que han sufrido un ictus.

Investigaciones anteriores han establecido que la perspectiva de recibir una recompensa mejora el aprendizaje y la toma de decisiones. Recientemente la atención de la comunidad científica ha pasado a centrarse en averiguar si en los humanos la recompensa afecta no sólo a estos procesos cognitivos superiores, sino también a la toma de decisiones de tipo sensorial al nivel más básico. En el presente estudio, un equipo de investigadores dirigidos por el Dr. Burkhard Pleger, del Instituto Max Planck para la Cognición Humana y las Ciencias del Cerebro (Alemania) y el University College de Londres (Reino Unido), examinó si los efectos de la recompensa en el proceso sensorial podrían modificarse mediante dopamina.

Si una decisión conduce a una situación positiva, se envía un estímulo de recompensa a la zona del cerebro responsable de dicha decisión, lo que permite que el cerebro perfeccione su rendimiento en la tarea de la que se trate. «No obstante, hasta ahora no se sabía si este mecanismo también se daba en las funciones de la corteza somatosensorial, la cual procesa, por ejemplo, el sentido del tacto de la piel», explicó el Dr. Pleger.

Se sometió a treinta individuos a una serie de pruebas en las que se les transmitían corrientes eléctricas de frecuencia variable a través del dedo índice. Se pedía a los sujetos que indicaran qué corriente era más intensa, si la primera o la segunda. Si contestaban correctamente, se les mostraba en una pantalla una recompensa monetaria, la cual era distinta en cada serie de pruebas. Al mismo tiempo, se les sometía a una resonancia magnética funcional (RMf) para observar qué zonas del cerebro se activaban. Tras una prueba inicial sin recompensas, se dividió a los sujetos en tres grupos de diez personas a las que, antes de proceder con el experimento, se les suministró levodopa (un fármaco que potencia los niveles de dopamina), haloperidol (un supresor de la dopamina) o un placebo.

Los resultados no dejaron lugar a dudas: los sujetos bajo el efecto de la dopamina progresaron considerablemente a medida que avanzaron las pruebas, mientras que quienes habían recibido un placebo mostraron un progreso más discreto. La toma de decisiones no mejoró en los sujetos a los que se les había suministrado haloperidol. La magnitud de la recompensa también tuvo un efecto en la precisión de la toma de decisiones de los sujetos.

«Aparte de los efectos producidos en procesos cognitivos superiores que ya se conocían, [el estudio] muestra que el efecto de recompensa también influye en los procesos somatosensoriales», afirmó el Dr. Pledger. «Cuanto mayor es la recompensa mayor es su influencia.» Cabe destacar que el equipo observó que, si se incrementaba la recompensa en una de las pruebas, las decisiones y activaciones sensoriales mejoraban en la prueba siguiente. Esto sugiere que recibir una recompensa puede transmitir una especie de señal educativa que va a parar a la parte del cerebro pertinente para dicha tarea.

El análisis de la información procedente de la RMf mostró que, al recibir una recompensa, se activaban señales importantes en dos regiones cerebrales implicadas en los procesos de recompensa de tal manera que delataba una dependencia con respecto a los niveles de dopamina. Además, los investigadores observaron activaciones dependientes de la dopamina originadas en la corteza somatosensorial primaria. Dichas observaciones confirmaron la hipótesis de que la disponibilidad de dopamina determinaba en gran medida los efectos neuronales y en el comportamiento de la recompensa en la toma de decisiones sensorial.

«Parece ser que la interacción entre las regiones del sistema de recompensas y la corteza somatosensorial está regulada por la dopamina, que es un neurotransmisor», afirmó el Dr. Pleger. Este hallazgo abre todo un abanico de posibles aplicaciones médicas nuevas.

La dopamina está implicada en varias funciones cognitivas como la formación de la memoria, el aprendizaje por refuerzo y el procesamiento de información, y los descubrimientos realizados subrayan su capacidad para mejorar el aprendizaje. No obstante, tal y como apunta el Dr. Pleger, en ciertos niveles comienza a provocar también disfunciones psicóticas. «Se sabe que un nivel elevado de dopamina en el cerebro es la causa de enfermedades mentales como la esquizofrenia», advirtió. «Tampoco es bueno un exceso de dopamina; puede ser incluso peligroso.»

Los investigadores confían en que sus descubrimientos den lugar a nuevos métodos para el tratamiento de lesiones cerebrales. En el estudio concluyen: «Estos descubrimientos sugieren la tentadora posibilidad de que se puedan utilizar recompensas y fármacos dopaminérgicos para mejorar procesos sensoriales deficientes o alterados, de forma similar a como se emplean recompensas para modificar o corregir comportamientos.»

Para más información, consulte:

PLoS Biology:
http://www.plosbiology.org/