El Ying-Yang de la Dopamina

Durante décadas, los Psicólogos han considerado al neurotransmisor dopamina como una espada de doble filo: lanzada en el cerebro como una recompensa para entrenarnos para buscar experiencias placenteras, pero también como una “droga” cuya búsqueda constante conduce a la adicción.

Según un nuevo estudio de la Universidad de California en Berkeley, esa es solo una cara de la dopamina. La otra cara es que la dopamina también se libera en respuesta a experiencias desagradables, como tocar una tetera caliente, y presumiblemente entrenar al cerebro para evitarlas en el futuro.

Naturaleza Ying Yang de la Dopamina

La naturaleza yin-yang de la dopamina podría tener implicaciones para el tratamiento de la adicción y otros trastornos mentales. En enfermedades como la esquizofrenia, por ejemplo, los niveles de dopamina en diferentes áreas del cerebro se vuelven anormales, posiblemente debido a un desequilibrio entre los circuitos de recompensa y evitación en el cerebro. La adicción también puede resultar de un desequilibrio en las reacciones al placer y al dolor.

“En la adicción, las personas solo buscan la próxima recompensa, y se arriesgarán mucho para obtener la siguiente inyección de drogas”, dijo Stephan Lammel, profesor asistente de biología celular y molecular de la UC Berkeley y autor principal de un artículo que describe los resultados en la revista Neuron. “Actualmente no conocemos los fundamentos neurobiológicos de ciertos comportamientos de alto riesgo de las personas con adicción, como compartir la parafernalia de drogas a pesar del riesgo comprobado de mortalidad y morbilidad asociado con él.

La comprensión de cómo las drogas cambian los circuitos neuronales involucrados en la aversión puede tener implicaciones importantes para la naturaleza persistente de la conducta de búsqueda de drogas frente a las consecuencias negativas “.

Doble personalidad de la dopamina

Aunque algunos neurocientíficos han especulado durante mucho tiempo sobre el posible papel de la dopamina en la señalización de eventos aversivos, su doble personalidad permaneció oculta hasta hace poco porque las neuronas en el cerebro que liberan dopamina en respuesta a recompensas están integradas en un subcircuito diferente al de las neuronas que liberan dopamina. Respuesta a estímulos aversivos.

Johannes de Jong, el primer autor del estudio, pudo grabar simultáneamente desde ambos subcircuitos de dopamina al implantar cánulas de fibra óptica en dos regiones del cerebro, separadas por unos pocos milímetros, utilizando una nueva tecnología llamada fotometría de fibra.

“Nuestro trabajo delinea por primera vez los circuitos cerebrales precisos en los que se aprende sobre resultados gratificantes y aversivos”, dijo Lammel. “Tener correlaciones neuronales separadas para el comportamiento apetitoso y aversivo en nuestro cerebro puede explicar por qué nos esforzamos por obtener recompensas cada vez mayores y, al mismo tiempo, minimizamos las amenazas y los peligros. Este comportamiento equilibrado de aprendizaje de aproximación y evitación es sin duda útil para sobrevivir a la competencia en un entorno en constante cambio “.

Nuevo rol de la dopamina

El nuevo rol descubierto para la dopamina se alinea con un reconocimiento cada vez mayor de que el neurotransmisor tiene roles muy diferentes en diferentes áreas del cerebro, ejemplificado por su función en el movimiento voluntario, que se ve afectado en la enfermedad de Parkinson. Los resultados también explican experimentos conflictivos anteriores, algunos de los cuales mostraron que la dopamina aumenta en respuesta a estímulos aversivos, mientras que otros no.

“Nos hemos alejado de considerar a las neuronas dopaminérgicas como una simple población celular en el cerebro que media la recompensa y el placer a una imagen más definida y matizada del papel de la dopamina, dependiendo de dónde se libera en el cerebro”, dijo Lammel.

Los estudios del área productora de dopamina del mesencéfalo llamada área tegmental ventral (centro) se han centrado principalmente en el papel de la dopamina en la recompensa. Sin embargo, algunas evidencias sugieren que la dopamina también desempeña un papel en el aprendizaje de los eventos aversivos, aunque la naturaleza precisa de los circuitos neuronales a través de los cuales la dopamina señala una recompensa o aversión no se comprende completamente. En un nuevo estudio de UC Berkeley, los investigadores registraron a partir de los axones de las neuronas dopaminérgicas del cerebro medio que se proyectan a dos áreas del núcleo accumbens (arriba) y descubrieron que hay dos poblaciones de neuronas en el cerebro medio: el circuito conocido que responde a una motivación positiva estímulos, pero un circuito paralelo que responde a eventos aversivos (azul).

Errores de predicción de recompensa

La mayor parte de lo que se sabe sobre la dopamina se ha deducido de estudios en roedores y monos, donde los investigadores registraron a partir de células en una región específica del cerebro que solo contiene neuronas de dopamina que responden a la recompensa. Es posible, dijo Lammel, que a través de sesgos de muestreo, las neuronas de dopamina que responden a la estimulación aversiva se hayan perdido.

De acuerdo con la “hipótesis del error de predicción de recompensa”, estas neuronas de dopamina se activan y producen dopamina cuando una acción es más gratificante de lo que esperamos, pero permanecen en la actividad de referencia cuando la recompensa coincide con nuestras expectativas y muestra actividad deprimida cuando recibimos menos recompensa de lo previsto.

La dopamina cambia los circuitos neuronales y entrena el cerebro, para bien o para mal, para perseguir lo placentero y evitar lo desagradable.

“En base a la hipótesis del error de predicción de la recompensa, la tendencia establecida ha sido enfatizar la participación de la dopamina en la recompensa, el placer, la adicción y el aprendizaje relacionado con la recompensa, con menos consideración de la participación de la dopamina en los procesos aversivos”, dijo Lammel.

Para analizar los diferentes subcircuitos de dopamina, De Jong y Lammel colaboraron con el laboratorio de Karl Deisseroth en la Universidad de Stanford, quien desarrolló la tecnología de fotometría de fibra hace unos años.

La fotometría de fibra

La fotometría de fibra consiste en enhebrar cables de fibra óptica delgados y flexibles en el cerebro y registrar señales fluorescentes emitidas por las neuronas y sus axones que liberan dopamina. Los marcadores fluorescentes se insertan en las neuronas.

En experimentos previos en monos, dijo Lammel, los científicos habían grabado a partir de células de dopamina sin saber dónde en el cerebro alcanzaban los axones de las células, que podrían ser áreas a milímetros del cuerpo celular. Al trabajar con ratones, De Jong registró simultáneamente a partir de los axones de dopamina en las regiones lateral y medial de un área llamada el núcleo accumbens, considerada una parte integral de los circuitos de recompensa del cerebro. Así capturó la actividad de las células cuyos axones alcanzan estas regiones desde las áreas de dopamina en el cerebro medio, específicamente el área ventral tegmental.

Para su sorpresa, los axones en el área medial liberaron dopamina en respuesta a un estímulo aversivo, una leve descarga eléctrica en el pie, mientras que los del área lateral liberaron dopamina solo después de estímulos positivos.

“Tenemos dos subtipos diferentes de células de dopamina: una población media la atracción y otra la aversión, y están separadas anatómicamente”, dijo Lammel.

Espera que estos hallazgos puedan confirmarse en monos y humanos, y conducir a nuevos enfoques para comprender y tratar la adicción y otras enfermedades cerebrales.

El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, Brain Research Foundation y Wayne and Gladys Valley Foundation. Otros coautores del artículo son el co-primer autor Seyedeh Atiyeh Afjei, Iskra Pollak Dorocic, James Peck y Christine Liu de UC Berkeley, Christina Kim y Karl Deisseroth de Stanford y Lin Tian de UC Davis.

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