Una reciente investigación científica llevada a cabo por investigadores del Instituto de Okinawa de Ciencia y Tecnología (OIST) ha revelado un papel fundamental de la acetilcolina, un neurotransmisor en el cerebro, para permitir a los organismos romper con viejos hábitos y adaptarse a los cambios en el entorno.
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, ofrece nuevas perspectivas sobre los mecanismos neuronales que controlan la flexibilidad conductual, lo que podría abrir vías para comprender y tratar una serie de trastornos neurológicos y psicológicos, como la adicción, el trastorno obsesivo-compulsivo y la enfermedad de Parkinson.
Un experimento avanzado con ratones
Los investigadores utilizaron un modelo experimental con ratones que fueron entrenados para navegar dentro de un laberinto virtual, donde los animales aprendieron a elegir el camino correcto que conducía a una recompensa. Una vez que los ratones dominaron la tarea, los científicos cambiaron el camino correcto de forma repentina e inesperada.
Este cambio provocó que los ratones perdieran la recompensa esperada, lo que permitió a los investigadores monitorear la respuesta del cerebro en un momento de “decepción”. Utilizando técnicas de imagen avanzadas conocidas como microscopía de dos fotones, el equipo pudo rastrear la actividad cerebral y la liberación de sustancias químicas en tiempo real.
La acetilcolina impulsa el cambio de comportamiento
Los resultados mostraron un aumento notable en la liberación de acetilcolina en áreas específicas del cerebro, al mismo tiempo que cambiaba el comportamiento de los ratones. Emergió un patrón de comportamiento conocido como “cambio después de la pérdida” (lose-shift behavior), donde los ratones comenzaron a cambiar sus elecciones después de no recibir la recompensa.
El investigador principal del estudio, el Dr. Gideon Sarfong, afirmó que “cuanto mayor sea la liberación de acetilcolina, mayor será la probabilidad de que los ratones cambien sus opciones futuras”, enfatizando que esta sustancia juega un papel directo en permitir que el cerebro rompa con los viejos hábitos.
Confirmación del papel vital de la sustancia química
Para demostrar la relación causal, los investigadores redujeron la capacidad de los ratones para producir acetilcolina. Como resultado, se observó una disminución significativa en su capacidad para cambiar su comportamiento después de perder la recompensa, lo que reforzó la hipótesis de que esta sustancia es esencial para el proceso de adaptación conductual.
Los científicos también observaron que algunos grupos de células nerviosas no mostraron un aumento en la liberación de acetilcolina, sino que registraron una ligera disminución en algunos casos, lo que sugiere un posible papel de estas células en el mantenimiento de los recuerdos previos asociados con las rutas exitosas.
El Dr. Sarfong explicó que este mecanismo podría permitir que el cerebro retenga información sobre las opciones exitosas anteriores, para que puedan recuperarse si las condiciones apropiadas regresan en el futuro.
Una comprensión más profunda del cerebro humano
El profesor Jeffrey Wickens, jefe de la unidad de investigación en neurociencia del instituto y uno de los participantes en el estudio, señaló que la flexibilidad conductual es un proceso complejo que requiere la interacción de varias áreas del cerebro, agregando que el papel central recae en la región del “estriado” (Striatum), donde se encuentran las neuronas colinérgicas internas responsables de la liberación de acetilcolina.
Wickens dijo: “Los mecanismos neuronales subyacentes al cambio de comportamiento han permanecido oscuros durante años, debido a su extrema complejidad y dependencia de la interacción de múltiples redes en el cerebro”.
Perspectivas médicas prometedoras
Estos hallazgos abren la puerta al desarrollo de nuevos tratamientos para una serie de trastornos neurológicos y psicológicos, ya que los niveles de acetilcolina se ven afectados en enfermedades como el Parkinson y la esquizofrenia.
Los investigadores enfatizaron que los pacientes que sufren de adicción o trastorno obsesivo-compulsivo tienen dificultades para cambiar su comportamiento y romper con los hábitos, lo que hace que comprender estos mecanismos sea un paso importante hacia el diseño de tratamientos más eficaces.
