Esta diferenciación detallada del papel de la hormona en el comportamiento ofrece oportunidades para terapias específicas y avances en tecnologías inspiradas en el cerebro
La dopamina es un neurotransmisor ampliamente distribuido en el cerebro que interviene simultáneamente en el control del movimiento y en el sistema de recompensa. Esta acción dual permite coordinar la motivación para conseguir una recompensa con las acciones necesarias para lograrla. La dopamina regula también la toma de decisiones.
Una nueva investigación revela ahora el papel clave del receptor de dopamina D3 para controlar de forma independiente la motivación y el refuerzo, dos procesos esenciales para la supervivencia. Los datos, publicados en Nature Neuroscience, resultado de la tesis doctoral de Juan Enríquez Traba, primer autor del trabajo, demuestran que el receptor de dopamina D3 media efectos específicos sobre la motivación, diferentes de los del receptor D1, que está implicado en el refuerzo de la conducta.
Este hallazgo establece un nuevo modelo de cooperación donde cada uno de estos receptores afecta a distintos procesos funcionales del sistema de recompensa en una misma neurona. Las diferentes funciones de los receptores D3 y D1 en el sistema de recompensa del cerebro representa un cambio significativo en el campo de la neurobiología de la dopamina.
Según señala a este medio la coautora de la investigación, Rosario Moratalla, directora del Instituto Cajal-CSIC de Madrid, donde dirige el grupo de Neurobiología de los Ganglios Basales, el equipo ha descubierto que la dopamina puede estimular de manera independiente la motivación y el refuerzo, funciones que previamente se creía que estaban mediadas conjuntamente por el receptor de dopamina D1.
«Nuestros hallazgos muestran que el receptor D1 está implicado en el refuerzo, mientras que el receptor D3 regula la motivación, a pesar de que ambos receptores se encuentran expresados en las mismas neuronas del núcleo accumbens».
Esto implica, según la investigadora, que «la dopamina, actuando sobre la misma neurona, puede activar selectivamente la motivación a través del receptor D3 o el refuerzo mediante el receptor D1. Esta activación diferenciada se debe a que el receptor D3 tiene una mayor afinidad por la dopamina que el receptor D1. Por lo tanto, en condiciones de baja concentración de dopamina -liberación tónica-, se activa principalmente el receptor D3, mientras que una liberación fásica produce concentraciones más altas de dopamina que activan el receptor D1».
Principio renovado
Se asumía que la función de los receptores D1 y D3 en el núcleo accumbens, pieza clave del sistema de recompensa, era la misma que en el caudado-putamen, otra zona del sistema de recompensa encargada de la regulación del movimiento y la facilitación de distintos tipos de aprendizaje. Sin embargo, una investigación previa dirigida por Moratalla ya demostró que estos dos receptores actúan de manera sinérgica para potenciar el movimiento en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Este nuevo trabajo demuestra que este principio, hasta ahora admitido por la comunidad académica, no se aplica en el núcleo accumbens.
La investigación redefine la forma aceptada hasta ahora sobre la regulación de la señalización dopaminérgica en el núcleo accumbens y destaca la capacidad excepcional de las neuronas del circuito límbico de dirigir, a través de mecanismos disociables, aspectos diferenciables del comportamiento de recompensa, como la motivación y el refuerzo.
Moratalla, especializada en enfermedad de Parkinson y en adicciones, considera que el hecho de que la dopamina pueda activar de manera independiente la motivación y el refuerzo en una misma neurona tiene varias implicaciones importantes para la nerurociencia, el aprendizaje y el tratamiento de trastornos psiquiátricos relacionados con el sistemas dopaminérgico. «Por ejemplo, una mayor especificidad en los mecanismos de comportamiento, lo que permite al cerebro ajustar con mayor precisión estos procesos según el contexto».
Implicaciones clínicas y nuevas terapias
Permite también una diferenciación entre comportamientos motivados y aprendidos: la capacidad de distinguir entre la activación de la motivación y el refuerzo permite entender mejor cómo el cerebro separa el impulso para realizar una acción (motivación) de la consolidación de esa acción como algo gratificante (refuerzo). «Por ejemplo, una persona puede sentir la motivación para alcanzar una meta sin necesariamente recibir una recompensa inmediata que refuerce su comportamiento».
Los hallazgos abren un campo de investigación sobre el papel de estos mecanismos en el origen de los trastornos neuropsiquiátricos y la búsqueda de nuevos tratamientos más eficaces para las adicciones, la depresión, y otras condiciones donde está afectada la motivación.
Aunque el estudio se ha llevado a cabo en modelo de ratón, las propiedades de los comportamientos de recompensa son comunes a todos los animales, por lo que se espera que los resultados puedan ser aplicables a los mecanismos generales de neuromodulación de las enfermedades neuropsiquiátricas en humanos.
«Este hallazgo tiene implicaciones en trastornos neurológicos y psiquiátricos. Trastornos como la depresión, la adicción y la enfermedad de Parkinson están asociadas con alteraciones en el sistema dopaminérgico. Por tanto, podrían desarrollarse terapias más eficaces al enfocarse en receptores como el D3 o D1 con compuestos más específicos capaces de activar o desactivar parcialmente estos receptores para tratar síntomas específicos, como la falta de motivación o la búsqueda compulsiva de recompensas», explica Moratalla.
Tecnologías para el cerebro
Para los autores del trabajo, entre los que también se encuentra Hugo A. Tejeda, director de la Unidad de Neuromodulación e Integración Sináptica del Instituto Nacional de Salud Mental de Estados Unidos, estos resultados podrían tener aplicaciones en inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático.
Moratalla específica que comprender cómo el cerebro regula independientemente la motivación y el refuerzo «podría inspirar nuevos algoritmos de aprendizaje que separen la toma de decisiones (motivación) de la consolidación del aprendizaje (refuerzo). En resumen, esta diferenciación permite una visión más detallada del papel de la dopamina en el comportamiento y ofrece nuevas oportunidades para intervenciones terapéuticas y avances en tecnologías inspiradas en el cerebro.
Fuente: Raquel Serrano, El Mundo, Madrid
