Por Carlota Gil Martín, alumna del Máster en Neurociencia de la UAM
La presencia de una hembra durante el cortejo modifica el sistema de recompensa de los pinzones macho hasta el punto de ser capaces de pasar por alto incluso un estímulo tan vital como la sed, según una investigación llevada a cabo en la Universidad de Cornell, dirigida por Jesse Goldberg.
Utilizando técnicas avanzadas desarrolladas por los investigadores para rastrear el sistema de recompensa del cerebro durante el cortejo, observaron por primera vez que este sistema se sintoniza de manera flexible hacia el objetivo más importante aun cuando se enfrente a múltiples necesidades que entran en conflicto, como calmar la sed o responder a la llamadas de una hembra pinzón.
Así, cuando un pinzón cebra sediento se encuentra en presencia de una hembra interrumpe su búsqueda de agua para centrar su atención en ella y, lo más importante, este cambio se refleja en los niveles de dopamina en el cerebro del macho. El estudio, publicado en la revista Nature aporta luz sobre cómo el cerebro es capaz de concentrarse en el objetivo más importante en cada situación.
Jesse Goldberg, que hizo su doctorado entre 1997 y 2005 en computación dendrítica y microcircuitos de la corteza cerebral, en el laboratorio del neurocientífico español Rafael Yuste, dirige ahora el laboratorio de Neurociencia de sistemas comparados de la Universidad de Cornell, donde estudian en pájaros cantores los mecanismos neuronales del aprendizaje motor, la evaluación del desempeño, el cortejo y la crianza de la prole. Según explica Goldberg, “los pájaros cantores y los humanos tenemos circuitos cerebrales similares“.
En este trabajo, los investigadores desarrollaron una técnica nueva utilizando métodos de grabación óptica y un virus modificado cuyos genes impulsaban la expresión de sensores fluorescentes en proporción a los niveles de dopamina. Así, las fibras ópticas colocadas en el cerebro de los pinzones pudieron medir los niveles de dopamina, que subían y bajaban mientras los pájaros cantaban, cortejaban a las hembras o bebían agua.
Antes de esta técnica, se utilizaban electrodos para medir las señales de dopamina durante un máximo de 30 minutos. Pero este nuevo método les permitió medir la actividad neuronal a lo largo de 4 horas seguidas durante semanas. “Este avance técnico fue clave y permitió este descubrimiento”, resalta Goldberg.
Además de la nueva técnica utilizada, lo destacable de su trabajo es la forma novedosa en la que lo enfocaron: “Nos centramos en lo que sucede cuando hay múltiples objetivos en mente [beber agua o atender la llamada de una hembra de pinzón], y no tanto en cómo el animal logra un objetivo determinado”.
SISTEMA DE RECOMPENSA CEREBRAL
La dopamina es la molécula que nos mueve y nos motiva. Las neuronas que la producen forman parte de lo que se conoce como sistema de recompensa del cerebro. Se activan en diversas situaciones, por ejemplo, cuando detectamos la posibilidad de satisfacer una necesidad, como la sed tras una larga caminata, y también cuando recibimos la recompensa, en este caso un trago de agua fresca.
La liberación de dopamina produce sensación de placer y satisfacción. Por el contrario, cuando esperamos un premio y no llega -imaginemos que la fuente no funciona- los niveles de dopamina bajan. De esta forma la dopamina tiene un papel fundamental en motivarnos a realizar las acciones necesarias para sobrevivir y para alcanzar nuestros objetivos. Pero ¿qué ocurre en el cerebro cuando hay dos objetivos entre los que elegir?
Para responder esta pregunta los investigadores monitorizaron en tiempo real los niveles de dopamina del sistema de recompensa de pinzones cebra. Vieron que cuando un pájaro macho sediento se encontraba solo, la señal que indicaba disponibilidad de agua provocaba una gran liberación de dopamina y el ave se apresuraba a obtener el líquido vital.
INMUNES A LA SED
Sin embargo, en presencia de un hembra la misma señal de disponibilidad de agua no causaba casi liberación de dopamina y a menudo era ignorada, pasando a un segundo plano. El pinzón macho, ignorando la sed, se centraba al máximo en ejecutar su canto. Y en este nuevo escenario lo que provocaba una fuerte liberación de dopamina era que la hembra respondiera al canto del macho.
“Esto era algo intuitivo, pero no se había demostrado explícitamente antes que el cortejo reduce la necesidad de beber”, destaca Goldberg. “Y eso es importante porque en un entorno natural y complejo las prioridades cambian a medida que surgen nuevas oportunidades”. Y el cambio de prioridad se reflejó tanto en el comportamiento del pájaro como en la señal de dopamina, añade este experto. Así han logrado demostrar que los centros de aprendizaje y recompensa del del cerebro se sintonizan dinámicamente momento a momento, a medida que un animal cambia sus prioridades en respuesta a nuevas oportunidades en el entorno.
Entendiendo el cerebro
