Cada vez que algo nos sorprende, que tomamos unha decisión ou que sentimos satisfacción ao completar unha tarefa, a dopamina está detrás. Este neurotransmisor é o encargado de calcular constantemente, entre todas as accións posibles, cal é a máis beneficiosa para nós. Cando acertamos, libera máis dopamina e xera pracer; cando sentimos que nos equivocamos, reduce a súa produción. É, en esencia, o sistema económico do cerebro.
“A dopamina poderíase definir como o neurotransmisor do pracer e como o neurotransmisor da economía”, explica Juan Pérez Fernández, investigador principal do grupo Neurocircuits do Centro de Investigación en Nanomateriais e Biomedicina (CINBIO) da Universidade de Vigo, cofinanciado con fondos FEDER. “O que fai é calcular constantemente, de todas as posibles accións que podemos realizar, que vai ser o máis beneficioso para nós”, engade.
Un cerebro de 500 millóns de anos
Para entender como funciona este sistema, o equipo do CINBIO utiliza un modelo animal pouco convencional: a lamprea, o vertebrado vivo máis antigo que existe. O seu cerebro é moito máis sinxelo que o dos mamíferos, pero conserva as mesmas pezas básicas do sistema dopaminérxico.
“Deste xeito, temos un cerebro moito máis sinxelo, con elementos que son moi semellantes ao que temos noutros vertebrados, incluíndo os humanos”, explica o investigador. “Así, vai ser moito máis fácil de analizar que noutros modelos máis complexos, como pode ser o rato. Ademais, ao estar os circuítos conservados evolutivamente, os mecanismos que se descubran na lamprea poderían ser extrapolables a outros mamíferos, incluídos os humanos”, sostén.
O teito óptico e a saliencia
Un dos achados clave desta investigación ten que ver coa saliencia: a capacidade do cerebro para detectar algo novo na nosa contorna e decidir se merece a nosa atención. Cando aparece un estímulo novo, as neuronas dopaminérxicas reaccionan de inmediato, producindo un pico de dopamina que xera unha primeira sensación de benestar. É unha das razóns polas que as sorpresas nos resultan agradables.
“O que nós descubrimos é que o teito óptico é a principal rexión que vai transmitir información visual de saliencia ás neuronas dopaminérxicas. Esta rexión é a que ten a maquinaria suficiente para decidir que algo é novo e canto de novo, porque canto máis intenso sexa o estímulo, máis dopamina imos liberar”, detalla Pérez.
Carmen Núñez González, doutoranda do grupo Neurocircuits, é a encargada de demostrar estes mecanismos no laboratorio, presentando estímulos visuais ás lampreas e rexistrando a resposta das súas neuronas en tempo real. Ela explica que a saliencia é importante a nivel de supervivencia, xa que os animais precisan saber que vén un depredador, por exemplo. Se aparece un estímulo moi rápido, a dirección da mirada vai cara a el porque facelo pode ser a diferenza entre sobrevivir ou non. Os resultados dos seus experimentos confirman a relación entre a intensidade do estímulo e a resposta dopaminérxica.
“A menor intensidade do estímulo, a liberación de dopamina é menor. Pero cando a intensidade é a máxima, os picos son moitísimo máis grandes e estanlle dicindo a outras áreas do cerebro: algo está pasando aquí, préstalle atención”, sinala Núñez.
Implicacións para enfermidades como o párkinson e a esquizofrenia
Entender o funcionamento destes circuítos ten implicacións directas para a saúde. A deterioración das neuronas dopaminérxicas está detrás de enfermidades como o párkinson, onde a falta de dopamina dificulta a capacidade de iniciar movementos.
“As neuronas dopaminérxicas deterióranse e os picos de dopamina son moi baixos. Falta esa forza que nos empuxa a levar a cabo accións, e por iso teñen dificultades para moverse”, explica Pérez. “O feito de entender como estas neuronas procesan esa información vai a dar pistas de que mecanismos se ven afectados na enfermidade de párkinson e, polo tanto, permitiría dirixir terapias específicas a intentar corrixir eses mecanismos”, apunta.
No extremo contrario, un funcionamento anómalo do sistema de saliencia está relacionado coa esquizofrenia e con un efecto coñecido como saliencia aberrante.
“Na esquizofrenia o que acontece é que chega un momento no que todo nos asusta. Isto ten que ver co que se chama saliencia aberrante, isto é, a maioría de estímulos que consideramos neutros interprétanse como algo novo e ao final entramos nun estado de paranoia“, sinala o investigador. “Comprender como as neuronas dopaminérxicas procesan a información nova podería ofrecer pistas sobre os mecanismos que se alteran nesta patoloxía”, indica.
Cales son os seguintes pasos de Neurocircuit
O equipo continúa avanzando na súa investigación. O seguinte obxectivo é comprobar se as lampreas tamén son capaces de valorar as súas accións en termos de beneficio, é dicir, decidir que lles convén máis para a súa supervivencia.
“Un animal sinxelo tamén ten que decidir constantemente se dirixirse a un sitio para atopar comida ou fuxir para evitar depredadores. Nós consideramos que, dado que o sistema está moi conservado, esas respostas deberían estar xa presentes na lamprea”, conclúe Pérez.
De confirmarse, os mecanismos descubertos en Vigo poderían contribuír a entender mellor como o cerebro humano toma decisións e, no futuro, a dirixir terapias máis específicas contra enfermidades neurodexenerativas e psiquiátricas.
