HOUSTON – (15 de julio de 2024) – Como pueden atestiguar los padres, los maestros y los dueños de mascotas, las recompensas juegan un papel fundamental en la configuración del comportamiento en humanos y animales. Las recompensas, ya sean golosinas comestibles, regalos, palabras de agradecimiento o elogios, fama o beneficios monetarios, actúan como un refuerzo positivo para el comportamiento asociado. Si bien esta correlación entre la recompensa y la elección futura se ha utilizado como un paradigma bien establecido en la investigación de neurociencias durante más de un siglo, no se sabe mucho sobre el proceso neuronal subyacente, es decir, cómo el cerebro codifica, recuerda y traduce las señales de recompensa a comportamientos deseados en el futuro.
Un estudio reciente dirigido por Dr. Sameer Sheth, profesor y vicepresidente de investigación en el Departamento de Neurocirugía de la Facultad de Medicina Baylor, director de los Laboratorios de Investigación en Neurología Pediátrica Gordon y Mary Cain e investigador en el Instituto de Investigación Neurológica Jan y Dan Duncan (Duncan NRI) del Hospital de Niños de Texas, identificó la actividad neuronal de frecuencia beta en la corteza cingulada anterior (ACC) del lóbulo frontal del cerebro como la clave firma neuronal subyacente a los procesos asociados con el reconocimiento de recompensas y la determinación de las elecciones subsiguientes y, por lo tanto, la configuración de comportamientos futuros.
Además, el estudio, publicado en Nature Communications, informa que esta firma neuronal está alterada en pacientes con depresión, abriendo una posibilidad emocionante de utilizar estas señales neuronales como un nuevo biomarcador y una posible vía innovadora para la terapia.
La anhedonia es un síntoma cardinal de la depresión y otras afecciones psiquiátricas
Los seres humanos derivan placer a través de diversas actividades físicas o mentales, experiencias sensoriales e interacciones con familiares y amigos. Sin embargo, las personas con depresión a menudo experimentan sentimientos de desesperanza, tristeza o desesperación durante períodos prolongados debido al desapego y la anhedonia, un término médico que significa la pérdida de la capacidad de sentir alegría o satisfacción en las actividades y cosas que antes encontraban placenteras, todo lo cual tiene un impacto negativo profundo en su calidad de vida.
La anhedonia también se asocia con otros trastornos psiquiátricos y neurológicos como la esquizofrenia y el trastorno bipolar, el trastorno por abuso de sustancias, la ansiedad y la enfermedad de Parkinson. Los antidepresivos tradicionales y los tratamientos estándar a menudo no logran abordar adecuadamente este síntoma en personas con depresión grave resistente al tratamiento y otras afecciones. Una mejor comprensión de la anhedonia puede guiar el desarrollo de tratamientos específicos y más efectivos para la depresión y las afecciones relacionadas.
La respuesta de sesgo de recompensa está regulada por la actividad beta en el lóbulo frontal
Para identificar la base neuronal subyacente a la anhedonia, Sheth y su equipo registraron y analizaron la actividad neuronal de cuatro regiones cerebrales de 15 pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos que estaban siendo sometidos a monitorización invasiva para localizar la zona donde se originaban sus convulsiones.
Mientras se monitorizaba su actividad cerebral, estos pacientes realizaron una tarea de discriminación perceptual llamada tarea de recompensa probabilística (PRT), una tarea conductual bien validada que mide objetivamente la anhedonia observando cambios sutiles en el comportamiento relacionados con la recompensa.
“Encontramos que la asignación desigual de recompensa entre dos respuestas correctas en esta tarea produjo un sesgo de respuesta hacia el estímulo recompensado con más frecuencia”, dijo la autora principal, la Dra. Jiayang Xiao, quien dirigió este estudio como estudiante de posgrado en el laboratorio de Sheth. “Encontramos que, según la retroalimentación, la mayoría de las personas modificaron sus respuestas posteriores para hacer elecciones que probablemente fueran recompensadas, independientemente de la precisión de sus respuestas”.
Además, encontraron una señal específica, oscilaciones neuronales en el rango de frecuencia beta, que se originaban en la corteza cingulada anterior (ACC) del lóbulo frontal del cerebro, mostró una correlación constante y positiva con el comportamiento de sesgo de recompensa y se siguió de cerca con la recepción de recompensas y sus valor. Además, encontraron que esta región cerebral específica estaba involucrada en la evaluación de los estímulos y resultados de recompensa, potencialmente actuando como un nodo crítico con un mecanismo común para la evaluación de la recompensa.
“Nuestro estudio ha abordado una pregunta fundamental de larga data en neurociencia: qué región cerebral específica y señal regulan la clásica respuesta de sesgo de recompensa, un famoso ejemplo del cual es el condicionamiento pavloviano donde los perros aprendieron a asociar el sonido de una campana que suena con la comida”, dijo el coautor principal, Dr. Benjamin Hayden, profesor de neurocirugía en Baylor.
La respuesta de sesgo de recompensa está alterada en pacientes con depresión resistente al tratamiento
Luego, Sheth y su equipo realizaron la PRT en cuatro personas con depresión grave resistente al tratamiento. Encontraron que el procesamiento de recompensas en la ACC estaba alterado en este grupo. Estas personas no exhibieron la típica respuesta conductual de favorecer las elecciones que se recompensan con más frecuencia. Esta observación sugiere una falta de anticipación orientada a la recompensa y que sus elecciones estaban menos impulsadas por la retroalimentación de la recompensa. Consistente con este cambio en el comportamiento de sesgo de recompensa, la actividad beta en la región de la ACC se redujo y se retrasó en estas personas.
“En este estudio, identificamos la actividad beta en la ACC como un posible biomarcador para la anhedonia”, dijo Sheth, también un McNair Scholar y titular de la Cátedra Endowed Cullen Foundation en Baylor. “Tal biomarcador podría tener muchos beneficios potenciales, incluida la mejora del diagnóstico y el seguimiento de los síntomas de los pacientes con depresión grave y otras afecciones psiquiátricas relacionadas con la anhedonia. Además, nuestros hallazgos presentan una posibilidad emocionante de que la modulación de la actividad beta de la ACC podría ser un tratamiento efectivo para la anhedonia, una hipótesis que planeamos probar en ensayos clínicos futuros”.
Los avances en neurotecnología de esta investigación han avanzado a un ritmo que antes no era posible, en parte gracias a la financiación de la Iniciativa de Investigación del Cerebro a través del Avance de las Neurotecnologías Innovadoras del Instituto Nacional de Salud, o la Iniciativa BRAIN.
“Este estudio ejemplifica cómo la investigación financiada por BRAIN ya está teniendo un impacto en la clínica hoy en día”, dijo el Dr. John Ngai, director de la Iniciativa BRAIN del NIH. “Las innovaciones en la recopilación de datos y la estimulación cerebral profunda individualizada demostradas en este estudio pueden permitir una nueva generación de tratamientos de precisión”.
Se puede encontrar información sobre otros autores involucrados en el estudio, sus afiliaciones y su declaración de interés aquí. Esta investigación informada en este comunicado de prensa fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud mediante los números de concesión UH3 NS103549, K01 MH116364, R21 NS104953, UH3 NS100549 y R01 MH114854; y el Instituto Médico McNair en la Fundación Robert y Janice McNair. Los investigadores también desean agradecer a la Fundación Cullen, el Instituto de Investigación Neurológica Jan y Dan Duncan y los Laboratorios de Investigación en Neurología Pediátrica Gordon y Mary Cain en el Hospital de Niños de Texas.
Revista
Nature Communications
