Dentro del cerebro: Cómo controlamos las elecciones
Descubre el papel del cerebro en la toma de decisiones y el control de impulsos.
Atsushi Yoshida, Okihide Hikosaka
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- Lo Básico del Control de Acción
- ¿Cómo Funciona la SNr?
- La Tarea de Elección: Una Prueba de Toma de Decisiones
- ¿Qué Sucede Durante las Tareas de Elección?
- Los Resultados: Un Análisis Más Cercano a la Actividad de la SNr
- ¿Y el Control Inhibitorio?
- El Papel de las Entradas excitatorias
- Un Examen Más Cercano de la Inhibición del Comportamiento
- Implicaciones Prácticas
- La Importancia de la Comunicación Neural
- Explorando el Futuro de la Neurociencia
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
¿Alguna vez has pensado en cómo eliges qué galleta comer, resistiendo la tentación de agarrar otra cosa? Esta decisión diaria implica un proceso complejo en nuestro cerebro, principalmente en una región llamada sustancia negra pars reticulata (SNr). Vamos a ver más de cerca cómo nuestros cerebros nos ayudan a elegir mientras mantenemos a raya acciones no deseadas.
Lo Básico del Control de Acción
Cada día, tomamos un montón de decisiones, ya sea eligiendo una comida o evitando una calle llena de gente. La SNr es clave en este control de acción, ayudándonos a navegar el delicado balance de hacer lo que queremos mientras suprimimos acciones que no queremos tomar. Imagina que es como un policía de tránsito para nuestras acciones, dirigiendo el flujo y deteniendo movimientos imprudentes.
La SNr funciona enviando señales que inhiben ciertos movimientos. Cuando decides alcanzar esa deliciosa galleta, la SNr ayuda a facilitar esa acción, permitiéndote extender la mano. Por el contrario, cuando resistes esa tentación, suprime el impulso de agarrar la galleta, manteniéndote en camino con tus metas (como tal vez seguir tu dieta!).
¿Cómo Funciona la SNr?
La SNr opera dentro de un sistema más grande llamado núcleos basales, que es fundamental para el control del movimiento. Piensa en los núcleos basales como una orquesta bien ensayada donde diferentes instrumentos deben trabajar juntos para crear acciones armoniosas.
Dentro de esta orquesta, la SNr actúa como un gran director, enviando señales a otras áreas del cerebro que controlan movimientos oculares y actividades motoras. Cuando estás a punto de hacer un movimiento, la SNr a menudo disminuye su actividad, permitiendo que otras regiones tomen la delantera. Sin embargo, cuando es hora de contener una acción, como no lanzarte hacia esa galleta, la SNr aumenta su actividad, manteniendo tus impulsos bajo control.
La Tarea de Elección: Una Prueba de Toma de Decisiones
Para entender mejor cómo la SNr realiza sus funciones, los científicos han montado experimentos con tareas donde los sujetos hacen elecciones basadas en señales visuales. En una de esas tareas, se entrenó a monos para evaluar objetos y decidir si aceptarlos o rechazarlos según su valor. Este montaje permite a los investigadores observar cómo responde la SNr a diferentes resultados, creando una gran oportunidad para entender los procesos de toma de decisiones.
Durante estos experimentos, a los monos se les presentaron dos tipos de objetos: los “buenos” que proporcionaban recompensas y los “malos” que no daban recompensas. Los monos tenían que decidir rápidamente cuál aceptar. Cuando aceptaban un objeto bueno, la SNr colaboraba reduciendo su tasa de disparo. Sin embargo, si decidían rechazar un objeto malo, la SNr aumentaba su actividad, señalando la necesidad de suprimir acciones no deseadas.
¿Qué Sucede Durante las Tareas de Elección?
A medida que los monos participaban en estas pruebas, enfrentaban varios escenarios. Podían hacer un movimiento sacádico—movimientos oculares rápidos hacia el objeto bueno—o ejecutar otra estrategia para rechazar objetos malos. Curiosamente, los investigadores descubrieron que cuando los monos rechazaban objetos malos, a menudo realizaban un rápido “retorno” sacádico, moviéndose hacia el objeto malo antes de volver rápidamente al centro.
Por otro lado, cuando mantenían su mirada sin moverse, se llamaba una respuesta de “permanecer”. La elección entre estas estrategias demostró cómo nuestro cerebro se adapta a diferentes situaciones y cómo la SNr influye en estas acciones.
Los Resultados: Un Análisis Más Cercano a la Actividad de la SNr
Los científicos registraron la actividad de las neuronas en la SNr mientras los monos realizaban sus tareas. Descubrieron que la mayoría de las neuronas mostraban un patrón fascinante: cuando los monos se concentraban en objetos buenos, las neuronas se volvían menos activas, y cuando había objetos malos, las neuronas se activaban. Este fenómeno resalta el papel de la SNr en modular nuestras respuestas a diferentes estímulos.
Los hallazgos fueron bastante claros: al enfrentarse a una decisión, la SNr no solo ayuda a facilitar acciones deseadas, sino que también suprime las no deseadas. Esta función dual muestra el papel crítico de la SNr en gestionar nuestro comportamiento, ya sea que estemos haciendo elecciones rápidas o suprimiendo nuestros impulsos.
¿Y el Control Inhibitorio?
El estudio planteó preguntas sobre cómo opera la SNr en diferentes condiciones. Por ejemplo, al rechazar objetos malos, se examinó la actividad de la SNr durante varias estrategias de rechazo—específicamente, la estrategia de “retorno” frente a la estrategia de “permanecer”. Sorprendentemente, los investigadores no notaron diferencias significativas en la actividad de la SNr entre estas dos estrategias. Esto sugiere que la SNr se enfoca principalmente en la inhibición reactiva, que se refiere a detener movimientos no deseados en lugar de planificar acciones de manera proactiva.
Esto significa que la SNr es como ese amigo que te mantiene en línea para no hacer algo tonto cuando estás tentado; no solo planea tu ruta, sino que también interviene para prevenir cualquier paso en falso.
Entradas excitatorias
El Papel de lasPara profundizar en cómo la SNr controla el movimiento, los científicos miraron las entradas excitatorias que vienen de otras áreas del cerebro. Estas entradas, especialmente de un lugar llamado núcleo subtalámico (STN), ayudan a regular la actividad de la SNr durante este complejo proceso de toma de decisiones. Al bloquear estas señales excitatorias, los investigadores observaron que los monos empezaban a tomar decisiones más rápidas y demostraban menos control sobre sus acciones.
Esto llevó a la conclusión de que la comunicación entre el STN y la SNr es vital para asegurar que nuestras acciones estén alineadas con nuestras metas. Sin esta comunicación, es como recibir una mala señal de GPS—podría dirigirte hacia galletas cuando tu destino debería ser el gym!
Un Examen Más Cercano de la Inhibición del Comportamiento
En otra fase del estudio, se les pidió a los monos que mantuvieran la fijación central durante la presentación de objetos. Aquí, tenían que suprimir sacádicas reflejas—movimientos rápidos hacia los objetos. Las neuronas de la SNr aumentaron su actividad en este escenario, indicando que eran esenciales para ayudar a los monos a controlar sus acciones y evitar elecciones impulsivas.
El experimento destacó cómo la SNr se involucra en la inhibición del comportamiento, que sirve para diferenciar entre estrategias proactivas y reactivas. Cuando estás en un ambiente lleno de distracciones, la SNr te ayuda a mantenerte en la senda—como un entrenador personal dedicado recordándote tus objetivos.
Implicaciones Prácticas
Estos conocimientos sobre la SNr proporcionan información valiosa no solo para entender a los monos, sino también para interpretar cómo procesos similares podrían funcionar en humanos. Los trastornos relacionados con el control de acción, como la enfermedad de Parkinson, pueden alterar la dinámica de los núcleos basales y el funcionamiento efectivo de la SNr.
Al aprender más sobre cómo funciona la SNr, los científicos pueden allanar el camino para nuevos tratamientos que ayuden a las personas a recuperar el control sobre sus acciones y superar desafíos asociados con el Control de Impulsos.
La Importancia de la Comunicación Neural
Una conclusión esencial de esta investigación es el énfasis en la comunicación entre diferentes partes del cerebro. Así como un buen trabajo en equipo depende de una buena comunicación, la interacción entre el STN y la SNr es crucial para coordinar acciones. Esta relación permite que el cerebro evalúe situaciones continuamente y adapte comportamientos en consecuencia.
Explorando el Futuro de la Neurociencia
Los hallazgos de estos estudios abren nuevas puertas para futuras investigaciones. Explorar cómo funciona la SNr en varias especies ayuda a los científicos a entender si estos mecanismos se han conservado a lo largo del tiempo. Te hace preguntarte si incluso nuestros parientes lejanos, los perezosos, experimentan batallas internas similares al decidir si moverse por esa hoja sabrosa!
A medida que la ciencia avanza, estudios adicionales utilizando técnicas avanzadas pueden aclarar nuestra comprensión de estos mecanismos cerebrales, lo que potencialmente conducirá a formas innovadoras de abordar problemas de comportamiento en humanos.
Conclusión
En resumen, la SNr juega un papel crucial en cómo controlamos nuestras acciones. Al facilitar movimientos deseados y suprimir los no deseados, nos ayuda a navegar nuestras vidas diarias de manera más efectiva. A medida que continuamos desentrañando las complejidades del cerebro, nuestras percepciones sobre áreas como la SNr no solo mejoran nuestra comprensión del comportamiento humano, sino que también pueden llevar a aplicaciones prácticas que mejoren la calidad de vida.
Así que, la próxima vez que te enfrentes a una galleta tentadora o a otra distracción juguetona, recuerda que tu SNr está trabajando arduamente, ayudándote a mantener el rumbo, una elección a la vez.
Fuente original
Título: Contribution of glutamatergic projections to neurons in the nonhuman primate lateral substantia nigra pars reticulata for the reactive inhibition
Resumen: The basal ganglia play a crucial role in action selection by facilitating desired movements and suppressing unwanted ones. The substantia nigra pars reticulata (SNr), a key output nucleus, facilitates movement through disinhibition of the superior colliculus (SC). However, its role in action suppression, particularly in primates, remains less clear. We investigated whether individual SNr neurons in three male macaque monkeys bidirectionally modulate their activity to both facilitate and suppress actions and examined the role of glutamatergic inputs in suppression. Monkeys performed a sequential choice task, selecting or rejecting visually presented targets. Electrophysiological recordings showed SNr neurons decreased firing rates during target selection and increased firing rates during rejection, demonstrating bidirectional modulation. Pharmacological blockade of glutamatergic inputs to the lateral SNr disrupted saccadic control and impaired suppression of reflexive saccades, providing causal evidence for the role of excitatory input in behavioral inhibition. These findings suggest that glutamatergic projections, most likely from the subthalamic nucleus, drive the increased SNr activity during action suppression. Our results highlight conserved basal ganglia mechanisms across species and offer insights into the neural substrates of action selection and suppression in primates, with implications for understanding disorders such as Parkinsons disease. Significance StatementUnderstanding how the basal ganglia facilitate desired actions while suppressing unwanted ones is fundamental to neuroscience. This study shows that neurons in the primate substantia nigra pars reticulata (SNr) bidirectionally modulate activity to control action, decreasing firing rates to facilitate movements and increasing rates to suppress them. Importantly, we provide causal evidence that glutamatergic inputs to the lateral SNr mediate action suppression. These findings reveal a conserved mechanism of action control in primates and highlight the role of excitatory inputs in behavioral inhibition. This advances our understanding of basal ganglia function and has significant implications for treating movement disorders like Parkinsons disease.
Autores: Atsushi Yoshida, Okihide Hikosaka
Última actualización: 2024-12-25 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.25.630331
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.25.630331.full.pdf
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