Flexibilidad conductual –la habilidad de cambiar de estrategia cuando las reglas cambian– está controlada por neuronas específicas en el cerebro, confirmaron los investigadores del Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST).
Las Interneuronas colinérgicas son raras, constituyen apenas uno o dos por ciento de las neuronas en el striatum, una parte clave del cerebro involucrada en la toma de decisiones de alto nivel, según reproduce Science Daily.
Los científicos han sospechado que desempeñan un papel en el cambio de estrategias, y los investigadores de OIST lo confirmaron recientemente con experimentos.
Sus hallazgos fueron publicados en la revista Journal of Neuroscience.
«No se sabe mucho acerca de estas neuronas,» dijo Sho Aoki, un investigador post-doctoral en OIST y autor principal del artículo. «Pero ahora tenemos pruebas claras de que juegan un papel clave en permanecer flexibles en este mundo cambiante».
Estudios anteriores intentaron identificar el papel de las interneuronas colinérgicas por grabar la actividad de la onda cerebral durante tareas conductuales.
Mientras que fuertemente puede indicar que las neuronas específicas se correlacionan con un comportamiento particular.
En este estudio, Aoki mató a las interneuronas colinérgicas con una toxina que va directamente a los objetivos y luego observó cómo las ratas reaccionaron ante cambios en comparación con ratas normales con las neuronas intactas.
«Nuestros experimentos muestran causalidad directa, no correlación,», dijo Aoki.
A las ratas con y sin neuronas dañadas les fueron dadas tareas durante varias semanas–tuvieron que presionar la palanca A o B para obtener una recompensa de pellets de azúcar.
Durante los primeros días, la palanca siempre resultó en una recompensa. Ambos grupos de ratas no tenían ningún problema de aprendizaje de la estrategia inicial para obtener el sedimento de azúcar–palanca A.
Pero luego, cambiaron las reglas del juego. Un estímulo nuevo fue introducido, una luz brilló por encima de la palanca correcta, que osciló entre la palanca A y B. Para obtener su dosis de azúcar, las ratas tuvieron que cambiar la estrategia y prestar atención a esta nueva información.
Mientras que las ratas normales respondieron rápidamente a la luz, las ratas con las neuronas dañadas no.
Este último grupo continuó a repitiendo la estrategia que ya habían aprendido y eran renuentes a explorar lo que significa la luz.
En otra prueba, una señal de luz que había sido intermitente en un patrón sin sentido durante la fase de aprendizaje inicial pasó a señalar la correcta palanca de empuje para la recompensa.
Esto significó maximizar beneficios, y los animales ahora debían prestar atención a un estímulo que previamente fue ignorado. Una vez más, las ratas de control no tenían ningún problema en adaptarse a este cambio de regla, pero las ratas dañadas seguían pegadas a su estrategia original, a pesar de que significaba menos recompensas. También disminuyeron el explorar lo que puede aumentar sus probabilidades de éxito.
Curiosamente, las ratas con las neuronas dañadas en la parte dorsomedial del estriado tenían mayor dificultad para prestar atención a las señales de luz previamente irrelevantes.
Las ratas con las neuronas dañadas en la parte ventral del estriado tenían un tiempo más difícil de reaccionar ante nuevos estimulantes.
«Esto indica que las interneuronas colinérgicas en el striatum desempeñan un papel común, es decir, inhibe viejas reglas y alientan la exploración en diferentes regiones del estriado que se activan dependiendo de la situación y el tipo de estímulo», dijo Aoki.
Los resultados de la investigación podrían ayudar a los investigadores y profesionales médicos que investigan el envejecimiento.
«Desde las interneuronas colinérgicas degeneradas con la edad, este trabajo puede proporcionar una pista para entender la disminución en la flexibilidad mental que se produce con el avance de edad,» dijo el profesor Jeff Wickens, jefe de la unidad de investigación de Neurobiología y autor senior de OIST.
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