Una nueva visión de cómo el cerebro decide hacer un esfuerzo

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Los neurocientíficos han proporcionado evidencia visual clara de que una región del cerebro humano conocida como cuerpo estriado ventral se activa durante la toma de decisiones para sopesar los costos versus los beneficios de hacer un esfuerzo físico.

Nature Human Behavior publicó la investigación realizada por científicos de la Universidad de Emory. Brinda la primera vista detallada de la actividad del cuerpo estriado ventral durante tres fases de toma de decisiones basadas en el esfuerzo: la anticipación de iniciar un esfuerzo, la ejecución real del esfuerzo y la recompensa o resultado del esfuerzo.

“Es importante comprender los mecanismos neuronales que subyacen a la motivación”, dice Shosuke Suzuki, primer autor del estudio y estudiante graduado de psicología de Emory. “Nuestro trabajo tiene amplias implicaciones para el tratamiento de trastornos relacionados con la motivación reducida, como la depresión, la esquizofrenia y el TEPT. También puede ayudar a mejorar los programas de motivación para todo, desde la educación hasta el atletismo y la salud pública”.

“La la voluntad de esforzarse es algo crucial para nuestra supervivencia y algo que usamos todos los días”, agrega Michael Treadway, autor principal del estudio y profesor de investigación distinguido de Winship en el Departamento de Psicología y el Departamento de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento de Emory. “Identificamos dos áreas del cuerpo estriado ventral que se superponen estrechamente, pero que son distintas, involucradas en diferentes fases de la toma de decisiones basada en el esfuerzo. Y proporcionamos una herramienta concreta de neuroimagen para medir la sensibilidad de las señales asociadas con estas fases que otros pueden aplicar a sus propios datos”.

Por ejemplo, dice Treadways, el nuevo método podría proporcionar una ventana a cómo un fármaco está afectando los cerebros de los pacientes que sufren déficits motivacionales, en comparación con los controles.

El laboratorio de Treadway se enfoca en comprender los mecanismos moleculares y a nivel de circuito de los síntomas psiquiátricos relacionados con los trastornos del estado de ánimo, la ansiedad y la toma de decisiones.

El cuerpo estriado ventral, ubicado en lo profundo de los hemisferios cerebrales del cerebro, es un área asociada con el movimiento y la mediación de experiencias gratificantes y motivación.

La neuroimagen ha demostrado consistentemente que el cuerpo estriado ventral se activa durante la toma de decisiones para codificar el valor potencial de las recompensas relativas a los costos, como los tiempos de espera y la probabilidad. El cuerpo estriado ventral lo ayuda a decidir si pagar más por la entrega “al día siguiente” o elegir la entrega “gratuita en una semana” para recibir un paquete.

Sin embargo, los estudios de neuroimágenes no habían podido detectar previamente un fuerte señal de valor en el cuerpo estriado ventral para decisiones que requieren un esfuerzo físico. Si quiere más café, pero la cafetera está vacía, ¿vale la pena levantarse y preparar un poco más?

“Era un misterio por qué esta región del cerebro codificaba el valor de una recompensa frente al tiempo y la probabilidad, pero no no parece hacerlo por el esfuerzo físico”, dice Suzuki. “Ha sido una paradoja en la literatura sobre neuroimágenes”.

Investigaciones anteriores en roedores mostraron que el cuerpo estriado ventral es fundamental para motivar a un animal a trabajar por recompensas como la comida. La investigación con animales también muestra evidencia de dos señales opuestas en el cuerpo estriado ventral. Una señal de activación prepara a un animal para trabajar y una señal de descuento ayuda a un animal a seleccionar las recompensas que requieren el menor esfuerzo. Estas señales ayudan a los animales a trabajar para lo que necesitan, al mismo tiempo que se aseguran de que no trabajen más de lo necesario.

La presencia de estas señales nunca se había probado en humanos. Los investigadores de Emory teorizaron que a medida que aumenta el costo físico para realizar una tarea, la señal de activación generaría un aumento en la actividad en el cuerpo estriado ventral, mientras que la señal de descuento generaría una disminución. Propusieron que la activación simultánea de estas dos señales (el costo del esfuerzo versus la activación del esfuerzo en sí) es lo que dificultaba la detección de la señal de valor en estudios previos.

Una complicación adicional para detectar la activación cerebral asociada con el esfuerzo físico es el hecho de que las neuroimágenes requieren que los participantes permanezcan quietos dentro de una máquina funcional de imágenes por resonancia magnética (fMRI) mientras se escanean sus cerebros.

Para sortear estos problemas, los investigadores diseñaron experimentos con fMRI que permitirían a los participantes permanecer en una posición supina y también separaría las señales neuronales relacionadas con el esfuerzo de las asociadas con el costo del esfuerzo.

Para el primer conjunto de experimentos, los investigadores crearon un laberinto virtual. A medida que se escanearon sus cerebros, a los participantes del estudio se les presentaron tareas de navegación en el laberinto que requerían diferentes niveles de esfuerzo. En una condición, los participantes se vieron a sí mismos moverse pasivamente a través del laberinto virtual. En otra condición, simplemente presionaron un botón en un dispositivo portátil para moverse por el laberinto. Una tercera condición requería el mayor esfuerzo de presionar repetida y rápidamente el botón para moverse a través del laberinto. Cada laberinto, cuando se completó con éxito, los recompensó con una cantidad nominal en dólares.

Durante un segundo experimento, se midió la actividad neuronal de los participantes mientras tomaban una serie de elecciones entre dos opciones, con diferentes cantidades de recompensa. y el esfuerzo requerido para cada opción. Las cantidades de esfuerzo y recompensa se presentaron secuencialmente para tratar de aislar la señal de activación del esfuerzo durante la anticipación de varias demandas de esfuerzo.

Los resultados mostraron que dos regiones distintas del cuerpo estriado ventral se activaron en respuesta a diferentes fases de esfuerzo físico y toma de decisiones basada en el esfuerzo, con cierta superposición. La actividad en una región anterior se asoció principalmente con la recompensa y los costos de esfuerzo, mientras que la actividad en una región dorsal se asoció principalmente con el inicio del movimiento esforzado. Y esta actividad relacionada con el movimiento esforzado era distinta de la actividad en otra región, llamada putamen, que estaba asociada con la iniciación del movimiento simple.

Los investigadores ahora esperan aprovechar esta mayor conciencia de cómo el cerebro codifica señales relacionadas con la motivación.

“Nuestro artículo actual proporciona un paradigma sobre cómo medir la actividad cerebral para tomar decisiones basadas en el esfuerzo asociadas con las tareas asignadas”, dice Suzuki. “Ahora estamos desarrollando experimentos para identificar modos específicos de señalización cuando las personas inician una acción espontáneamente. Eso puede darnos una mejor medida de cómo funciona el cerebro cuando las personas hacen cosas porque quieren hacerlas, en situaciones de la vida real. las mediciones de cómo las personas normalmente deciden esforzarse pueden ayudarnos a desarrollar mejores tratamientos para las personas que sufren déficits motivacionales relacionados con la depresión u otras enfermedades”.

Explore más

Estudio revela cómo el cerebro decide hacer un esfuerzo Más información: Shosuke Suzuki et al. Distintas regiones del cuerpo estriado que subyacen al esfuerzo, la iniciación del movimiento y la reducción del esfuerzo, Nature Human Behavior (2020). DOI: 10.1038/s41562-020-00972-y Información de la revista: Nature Human Behavior

Proporcionado por la Universidad de Emory Cita: Una nueva visión de cómo el cerebro decide hacer un esfuerzo (3 de diciembre de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-12-view-brain-effort.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.