Nuevas revelaciones sobre los mecanismos neuronales de la motivación

Los mecanismos neuronales de la motivación han podido ser establecidos por primera vez mediante un estudio de la Universidad de Emory, que revela cómo el cerebro decide hacer un esfuerzo, como apagar el televisor y prepararse para dormir por la noche, o apagar el despertador y levantarse de la cama.

En esos momentos, el cerebro, de forma inconsciente, sopesa los costos y beneficios de esa elección usando tres regiones específicas: la corteza dorsal anterior cingulada (dACC), la ínsula anterior (aI) y la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC).

"Mostramos que la corteza prefrontal ventromedial del cerebro, que anteriormente no se pensaba que jugara un papel clave en las elecciones basadas en el esfuerzo, parece estar fuertemente involucrada en la formación de expectativas subyacentes a esas elecciones", explica el psicólogo Emory Michael Treadway, autor principal, en un comunicado.

La corteza prefrontal ventromedial, según se explica en otro artículo, está situada en la parte ventral del prefrontal y es la única área prefrontal que posee densas conexiones recíprocas con la amígdala, una estructura relacionada con las emociones. La vmPFC implica asimismo a todas las demás áreas de la corteza prefrontal, a las que se atribuye un papel fundamental en funciones ejecutivas y de memoria de trabajo.  Ahora se confirma que participa asimismo en las decisiones relacionadas con el esfuerzo.

El laboratorio de Treadway se centra en la comprensión de los mecanismos moleculares asociados a los síntomas psiquiátricos relacionados con el estado de ánimo, la ansiedad y la toma de decisiones. "Comprender cómo funciona normalmente el cerebro cuando se decide a esforzarse proporciona una manera de identificar qué está pasando en los trastornos donde la motivación se reduce, como la depresión y la esquizofrenia", añade Treadway.

Hasta ahora se sabía que, aunque las tres citadas regiones cerebrales estaban implicadas en la toma de decisiones, pero que la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC) no intervenía en las decisiones relacionadas con un esfuerzo físico necesario para dar cumplimiento a una decisión.

Decisiones con esfuerzo

Eso se debe, según los autores de la nueva investigación, a que los estudios previos sobre las elecciones basadas en el esfuerzo presentaron a los participantes simultáneamente los costos y beneficios de una elección que implica esfuerzo.

"En el mundo real, sin embargo, generalmente tenemos que tomar decisiones basadas en información incompleta", explica al respecto Amanda Arulpragasam, otra de las autoras de esta investigación.

Arulpragasam diseñó un estudio que permitió a los investigadores modelar cálculos neurales distintos para esfuerzo y recompensa. Los sujetos se sometieron a resonancia magnética funcional (fMRI) mientras realizaban una tarea de toma de decisiones basadas en el esfuerzo, en las que los costos de esfuerzo y las recompensas de una elección se presentaron por separado a lo largo del tiempo (y no simultáneamente, como se había hecho hasta ahora).

Los participantes en esta investigación podían optar por no hacer ningún esfuerzo y recibir un dólar, o hacer algún esfuerzo físico a cambio de recompensas monetarias de diversa magnitud, hasta llegar a los 5,73 dólares.

El esfuerzo físico suponía presionar un botón muchas veces a diferentes ritmos. Además, los participantes debían presionar el botón con el dedo meñique, lo que hacía que la tarea fuera lo suficientemente desafiante como para ser desagradable, aunque no dolorosa.

En las primeras pruebas de esfuerzo, a los participantes se les mostró una barra vertical que representaba el porcentaje de la
tasa máxima de pulsación de botones que se necesitaría para realizar la tarea con éxito. Luego se les mostró el tamaño de la recompensa por realizar la tarea. Los primeros ensayos de recompensa presentaron la información en el orden opuesto.
 

Resultados concluyentes

Después de recibir ambos conjuntos de información, se les pidió a los participantes que eligieran la opción sin esfuerzo o la opción de esfuerzo. El diseño experimental permitió a los investigadores separar los efectos de las elecciones recientes en la formación de las expectativas de valor de las decisiones futuras.

Los resultados revelaron un papel claro para la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC) en la codificación de una recompensa, que ya era esperada antes de que se revelara toda la información.

Los datos también sugirieron que el DACC y el AI están involucrados en la codificación de la diferencia entre lo que los participantes esperaban y lo que realmente obtuvieron, en lugar de la codificación del costo del esfuerzo.

"Algunos han argumentado que las decisiones sobre el esfuerzo tienen un circuito neuronal diferente que las decisiones sobre probabilidad y riesgo", dice Treadway. Sin embargo, añade, "hemos demostrado que las tres regiones del cerebro entran en juego, simplemente de una manera diferente a lo que se sabía anteriormente”.

Esta investigación se enmarca en la línea de trabajos científicos orientados a clarificar cómo el cerebro toma decisiones en diferentes contextos, incluso el de la toma de decisiones colectivas, tal como informamos en otro artículo. El resultado obtenido ahora ayudará a tratar aquellos episodios clínicos en los que la depresión desaparece en las personas, como las que padecen depresión o esquizofrenia.

Referencia

Corticoinsular circuits encode subjective value expectation and violation for effortful goal-directed behavior. Amanda R. Arulpragasam, Jessica A. Cooper, Makiah R. Nuutinen, and Michael T. Treadway. PNAS May 14, 2018. 201800444; May 14, 2018. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.1800444115