Un estudio explica por qué nos gustan más las decisiones con mayor relación riesgo-beneficio

La vida se compone de infinitas posibilidades, que aparecen en el mundo real en forma de múltiples opciones que requieren una toma de decisiones para determinar el que se piensa que es el mejor rumbo a seguir. Sin embargo, cada elección lleva un cierto grado de incertidumbre o riesgo.

Por lo tanto, detrás de cada decisión se esconde un proceso de evaluación que equilibra los riesgos y las recompensas asociados a la adopción de tales acciones. En casos extremos, esto puede manifestarse como un estado conductual patológico de toma de decisiones de alto riesgo-alto beneficio y bajo riesgo-bajo beneficio, que se ha asociado a los trastornos del juego.

Aunque estos procesos cognitivos superiores se producen sin interrupción en la corteza cerebral –de decenas a cientos de veces al día–, los circuitos neuronales subyacentes exactos han permanecido esquivos debido a las dificultades técnicas de dirigir y manipular específicamente estos circuitos neuronales.

En un nuevo estudio publicado en Science, un equipo de investigadores dirigido por el doctor Tadashi Isa, del Instituto para el Estudio Avanzado de la Biología Humana (WPI-ASHBi) y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Kioto (Japón), ha identificado y manipulado selectivamente mediante optogenética –un método que permite modular con luz la actividad de neuronas específicas– los distintos circuitos neuronales responsables de equilibrar la toma de decisiones en primates entre riesgo y recompensa.

Posible ludopatía

Demostraron que los cambios conductuales resultantes de la estimulación de estos circuitos se acumulan con el tiempo y tienen consecuencias a largo plazo –independientes de cualquier estímulo–, lo que permite comprender los posibles mecanismos subyacentes a conductas patológicas de riesgo, como los trastornos del juego.

Se han desarrollado varios paradigmas experimentales para evaluar la conducta de toma de decisiones, siendo la Tarea de Juego de Iowa posiblemente el más famoso. Sin embargo, estas tareas neuropsicológicas suelen estar limitadas por su diseño, ya que no pueden desacoplar suficientemente los procesos cognitivos de orden superior.

Para determinar el sesgo de elección «puro» entre las decisiones de alto riesgo-alto beneficio y bajo riesgo-bajo beneficio, Isa y sus colegas diseñaron primero su propio paradigma de decisión para desacoplar el comportamiento de elección dependiente del riesgo de otros procesos cognitivos de orden superior.

Estudio en monos

Utilizando el movimiento ocular para indicar su elección, se entrenó a monos macacos para realizar una tarea de elección de pista/objetivo con agua como recompensa, que consistía en 5 elecciones diferentes de alto riesgo-alto beneficio y bajo riesgo-bajo beneficio en 5 conjuntos diferentes de «valor esperado» equivalente (volumen de recompensa concedido multiplicado por la probabilidad), lo que suponía un total de 25 opciones potenciales.

En consonancia con otros estudios sobre primates que analizaban el comportamiento de riesgo, los autores descubrieron que los primates tenían un sesgo inherente a favor de las opciones alto riesgo-alto beneficio frente a las bajo riesgo-bajo beneficio.

A principios del siglo XX, la corteza cerebral se dividió en 52 regiones, conocidas como áreas de Brodmann, en función de su morfología y organización celular.

Durante mucho tiempo se pensó que las partes más profundas o ventrales del área 6 de Brodmann (área 6V) solo funcionaban como áreas motoras en humanos y primates. Más recientemente, las regiones superpuestas al área 6V también se han asociado a los procesos de toma de decisiones, aunque se carecía de pruebas directas que respaldaran tal función.

Al inactivar farmacológicamente varias regiones cerebrales frontales candidatas, utilizando el agonista selectivo de los receptores GABAA muscimol, los autores descubrieron que la parte ventral del área 6V (área 6VV) era responsable del comportamiento de elección alto riesgo-alto beneficio.

Curiosamente, a pesar de que se considera que la corteza orbitofrontal (OFC) y la corteza cingulada anterior dorsal (aACC) desempeñan papeles centrales en la toma de decisiones basada en la recompensa en los monos, la inactivación de estas regiones tuvo poco efecto en la preferencia por la elección alto riesgo-alto beneficio. «De hecho, nos sorprendió mucho que ni la OFC ni la aACC fueran importantes para la toma de decisiones en función del riesgo», comenta el doctor Ryo Sasaki, primer autor del estudio.

El área tegmental ventral (ATV) del cerebro es esencial para los procesos asociados a la recompensa, que forma parte integral de la toma de decisiones relacionadas con el riesgo. Una subpoblación de neuronas dopaminérgicas que reside en la ATV está conectada con la corteza prefrontal, incluida el área 6V, también conocida como vía mesofrontal (o mesocortical).

Seguimiento cerebral

Para diseccionar el papel específico de la vía mesofrontal en la toma de decisiones en función del riesgo, Isa y sus colaboradores utilizaron una estrategia optogenética, mediante la cual se diseñó una matriz formada por 29 luces LED acopladas a electrodos de electrocorticograma (ECoG) y se implantó en el área 6V de cerebros de primates que expresaban proteínas fotoactivables en neuronas VTA.

Durante la estrecha ventana temporal de la toma de decisiones, los autores manipularon con precisión la actividad neuronal de terminales VTA definidos en el área 6V encendiendo LEDs específicos en su matriz, mientras registraban simultáneamente la actividad dentro del área 6V, que también incluía regiones más superficiales o dorsales (área 6VD; aproximadamente 2-3mm por encima del área 6VV).

Los autores descubrieron dos subcircuitos dentro de la vía mesofrontal con funciones distintas en la toma de decisiones en función del riesgo. Descubrieron que la preferencia alto riesgo-alto beneficio dependía de la vía VTA-6VV, mientras que la preferencia bajo riesgo-bajo beneficio dependía de la vía VTA-6VD.

«La resolución espaciotemporal de nuestra matriz LED/ECoG fue esencial para distinguir las vías VTA-6VV y VTA-6VD y descifrar sus distintos papeles funcionales en la toma de decisiones en función del riesgo», afirma Sasaki.

Tras la estimulación repetida de las vías VTA-6VV o VTA-6VD, Isa y sus coautores observaron efectos acumulativos que persistieron en el tiempo, provocando cambios a largo plazo en la preferencia por la elección alto riesgo-alto beneficio y bajo riesgo-bajo beneficio en primates, respectivamente, independientemente de cualquier fotoestimulación.

Isa comenta que «estos cambios a largo plazo en el comportamiento de elección fueron bastante inesperados» y añade que «ahora esto también puede ofrecer una explicación mecanicista de cómo surgen los trastornos del juego».

Aún no está claro cómo contribuyen exactamente estos circuitos distintos a equilibrar la toma de decisiones cotidiana, pero los autores creen que es probable que otras regiones cerebrales también contribuyan a este proceso.

«Teniendo en cuenta las similitudes (en estructura y función) entre los cerebros de primates humanos y no humanos, nuestros descubrimientos pueden tener posibles implicaciones terapéuticas, e incluso aplicaciones en el futuro, para el tratamiento de formas patológicas de asunción de riesgos, como los trastornos del juego», ha finalizado.