Aprendizaje y motivación, el doble papel de la dopamina
Imagina que trepas por primera vez a un manzano por casualidad o por curiosidad, y encuentras una manzana deliciosa. Tu cerebro asocia entonces la acción de trepar con una recompensa, la manzana. La dopamina juega un papel esencial en este proceso de aprendizaje, señalando la recompensa obtenida, lo que contribuye a formar hábitos.
Sin embargo, incluso después de haber aprendido esta asociación, no treparás sistemáticamente al manzano. Esta acción solo ocurrirá si estás lo suficientemente motivado, por ejemplo, por el hambre, el deseo de jugar o de mostrar tu descubrimiento.
Los atractores latentes: un mecanismo oculto en nuestro cerebro
En un artículo publicado en Nature Communications, los científicos proponen una nueva teoría sobre la dopamina, basada en el concepto de atractores latentes.
En esta teoría, la dopamina no se limita a señalar una recompensa para reforzar un comportamiento. También juega un papel al activar "atractores latentes". Estos atractores son como "planes ocultos" en el cerebro, listos para ser utilizados cuando se dan las condiciones adecuadas (por ejemplo, el hambre o la curiosidad).
En otras palabras, estos atractores latentes representan estados estables en el cerebro, vinculados a experiencias pasadas que han sido recompensadas. La dopamina actúa como un desencadenante, transformando estos atractores latentes en atractores efectivos, que activan el comportamiento y orientan nuestras acciones hacia el objetivo (por ejemplo, trepar al árbol para alcanzar una manzana).
Del aprendizaje a la acción, la dopamina revela nuestros aprendizajes ocultos
Para confirmar esta teoría, los investigadores utilizaron una técnica llamada optogenética, que permite controlar la actividad de las neuronas mediante la luz. Al estimular artificialmente las neuronas de dopamina en ratones, los científicos demostraron que la dopamina puede "despertar" aprendizajes ocultos.
En un entorno donde los ratones habían aprendido que un lugar específico estaba asociado con una recompensa, la estimulación de la dopamina los atraía directamente hacia ese lugar, incluso si estaban lejos. Por el contrario, en un entorno donde ningún lugar estaba asociado con una recompensa, la estimulación no tenía ningún efecto, confirmando la ausencia de atractores latentes.
Arriba - Esquema de la dinámica de los atractores en el modelo. El punto naranja es el objetivo del animal, que se mueve en un paisaje de energía potencial cuyo mínimo (atractor) contribuye a determinar la posición del objetivo en el entorno. El punto negro es el comportamiento del animal, que sigue su objetivo. El efecto de refuerzo de la dopamina es construir un atractor latente, su efecto motivacional es revelarlo.
Abajo - Prueba experimental de la teoría. La estimulación optogenética de las neuronas dopaminérgicas aumenta la propensión de los animales a visitar un punto central previamente recompensado (azul) pero no tiene efecto motor en un contexto sin recompensa (rojo).
© Jérémie Naudé, Philippe Faure, Bruno Delord.
Este estudio muestra que la función de la dopamina no es solo reforzar los hábitos. También permite activar recuerdos de experiencias pasadas, dependiendo de nuestra motivación y las oportunidades presentes.
Estos "atractores latentes" forman tantos planes neuronales listos para ser utilizados tan pronto como el estado interno (la motivación) y el entorno lo permitan. Al iluminar este mecanismo, este descubrimiento abre nuevas perspectivas para comprender cómo el cerebro pasa del conocimiento a la acción y podría tener implicaciones en los campos de la motivación, el aprendizaje y los trastornos relacionados con el sistema dopaminérgico, como la depresión o las adicciones.
Referencia:
Naudé, J., Sarazin, M.X.B., Mondoloni, S. et al. Dopamina construye y revela atractores conductuales latentes asociados a recompensas.
Nat Commun 15, 9825 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-53976-x