¿Qué ocurre en nuestro cerebro cuando nos sorprenden? Un nuevo estudio lo explica

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Un grupo de investigadores del Departamento de Cerebro y Cognición del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT se han adentrado en las profundidades de este órgano para averiguarlo

El cerebro mantiene una conversación constante con el cuerpo que lo posee. A veces le oímos y a veces no, pero siempre está ahí, un instante antes de cada una de las emociones que sentimos. Aunque en este debate siempre se interponga el corazón, la realidad de un sentimiento comienza en el interior del cráneo justo antes de expandirse como un trueno por todo el organismo.

La sorpresa, quizás una de las emociones más instantáneas y veloces, era hasta ahora una de las más desconocidas. ¿Cómo se producía? ¿Qué camino recorría? ¿Cómo tomaba su forma? Y sobre todo: ¿Cómo nos enfrentábamos a ella? Había que adentrarse en las profundidades del cerebro para averiguarlo.

Eso es lo que han hecho un grupo de investigadores del Departamento de Cerebro y Cognición del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT. En un nuevo estudio publicado la revista científica 'Nature', apuntan que cuando tu cerebro necesita que prestes atención a algo importante, lo que hace es enviar una ráfaga de noradrenalina.

Una sustancia endógena

Se trata de un neuromodulador, o lo que es lo mismo: una sustancias endógena, producto del metabolismo que, sin ser acumulada y liberada por terminales nerviosas, actúa presinápticamente, modulando la síntesis y/o la liberación de un neurotransmisor. Entre ellos, también pueden encontrarse la endorfina, la encefalina, la vasopresina, la oxitocina o la orexina.

Producida por una región profunda en el cerebro llamada locus coeruleus, la noradrenalina puede tener efectos generalizados en todo este órgano. En este caso, junto con la dopamina, la serotonina y la acetilcolina interviene en los procesos emocionales, casi adelantándose a ellos.

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A diferencia de los neurotransmisores, que permiten la comunicación de célula a célula, los neuromoduladores se liberan en grandes porciones del cerebro, lo que les permite ejercer efectos más generales.

Nuevos descubrimientos

Para este estudio, los investigadores entrenaron ratones para que empujaran una palanca cuando escuchaban un tono de alta frecuencia, y no hacerlo cuando escuchaban un tono de baja frecuencia. Cuando los ratones respondían correctamente al tono de alta frecuencia, recibían agua, pero si empujaban la palanca cuando escuchaban un tono de baja frecuencia, recibían una desagradable bocanada de aire.

El equipo del MIT ya había descubierto que una función clave de la noradrenalina, también conocida como norepinefrina, es ayudar al cerebro a aprender sobre a asimilar las sorpresas

Como por inercia, los ratones acabaron aprendiendo a empujar la palanca con más fuerza cuando los tonos eran más fuertes. Cuando el volumen era más bajo, parecían dubitativos. Así, cuando los investigadores inhibieron la actividad del locus coeruleus, los ratones se volvieron mucho más reacios a presionar la palanca cuando escucharon tonos de volumen bajo, lo que sugiere que la noradrenalina promueve la posibilidad de obtener una recompensa en situaciones en las que la recompensa es incierta.

Vista a microscopio de la región cerebral ocus coeruleus. Fuente: Wikimedia

Anteriormente, el equipo del MIT ya había descubierto que una función clave de la noradrenalina, también conocida como norepinefrina, es ayudar al cerebro a aprender sobre los resultados sorprendentes, pero además de su papel en la señalización de la sorpresa, los científicos apuntan ahora que la noradrenalina también ayuda a estimular el comportamiento que conduce a una recompensa, especialmente en situaciones en las que existe incertidumbre sobre si esta será concedida.

El cerebro y lo inesperado

"Lo que muestra este trabajo es que el locus coeruleus (involucrado también en la respuesta al pánico y al estrés) codifica eventos inesperados, y prestar atención a esos eventos sorprendentes es crucial para que el cerebro haga un balance de su entorno", sostiene Mriganka Sur, miembro del MIT y profesor del mencionado departamento así como director del Centro Simons para el Cerebro Social.

Si bien ese estallido inicial de noradrenalina parece estimular a los ratones a tomar medidas, los investigadores también descubrieron que a menudo ocurre un segundo estallido del neuromodulador después transcurrida la prueba.

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Cuando los ratones recibieron una recompensa esperada, estas ráfagas fueron pequeñas. Sin embargo, cuando se sorprendían de no recibir nada, los estallidos fueron mucho mayores. Por ejemplo, cuando un ratón recibió una bocanada de aire en lugar de la recompensa que esperaba, el locus coeruleus envió una gran ráfaga de noradrenalina. Se trata de una observación muy importante, ya que, si bien ya se sabía sobre el papel de la dopamina en la motivación y la búsqueda de recompensas, otros neuromoduladores habían quedado en la sombra.

Funciones cerebrales muy importantes

Y eso no es todo en cuanto a la noradrenalina, ya que según apunta Sur, "se cree que las sustancias neuromoduladoras perfunden grandes áreas del cerebro y, por lo tanto, alteran el impulso excitatorio o inhibidor que las neuronas reciben de una manera más puntual. Esto sugiere que deben tener funciones cerebrales muy importantes que son importantes para la supervivencia y la regulación del estado cerebral".

Junto con Vincent Breton-Provencher, ex postdoctorado del MIT y ahora profesor asistente en la Universidad Laval, y Gabrielle Drummond, estudiante de posgrado del centro, completan en el elenco de autores de un estudio que abre unas puertas dentro del campo de la neurociencia.

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Se ha relacionado con la excitación y el aumento del estado de alerta, pero demasiada noradrenalina puede provocar ansiedad. Los investigadores ahora planean explorar la posible sinergia entre la noradrenalina y otros neuromoduladores, especialmente la dopamina, que también responde a recompensas inesperadas. También esperan aprender más sobre cómo la corteza prefrontal almacena la memoria a corto plazo de la entrada del locus coeruleus para ayudar a los animales a mejorar su rendimiento en ensayos futuros.

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ACyV

08/06/2022 - 05:00

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