El papel de la dopamina en el aprendizaje de recompensas y castigos.

resumen: La dopamina, un neurotransmisor, desempeña un papel vital en la codificación de errores de predicción de recompensas y castigos en el cerebro humano.

Este estudio sugiere que la dopamina es esencial para aprender de las experiencias positivas y negativas, lo que permite al cerebro adaptar el comportamiento en función de los resultados. Utilizando técnicas electroquímicas y de aprendizaje automático, los científicos midieron los niveles de dopamina en tiempo real durante un juego de computadora que incluía recompensas y castigos.

Los hallazgos resaltan el complejo papel de la dopamina en el comportamiento humano y podrían tener implicaciones para comprender los trastornos psiquiátricos y neurológicos.

Hechos clave:

1. La dopamina actúa como neurotransmisor en el cerebro, facilitando la comunicación entre las neuronas y desempeñando un papel en el movimiento, la cognición y el aprendizaje.
2. Este estudio es el primero en investigar cómo la dopamina codifica recompensas y castigos en el cerebro humano durante períodos de tiempo rápidos.
3. Comprender el papel de la dopamina en las experiencias de recompensa y castigo puede proporcionar información sobre los trastornos psiquiátricos y neurológicos.

fuente: Centro Médico Bautista Wake Forest

¿Qué sucede en el cerebro humano cuando aprendemos de experiencias positivas y negativas? Para ayudar a responder esta pregunta y comprender mejor la toma de decisiones y el comportamiento humanos, los científicos están estudiando la dopamina.

La dopamina es un neurotransmisor que se produce en el cerebro y actúa como mensajero químico, facilitando la comunicación entre las células nerviosas del cerebro y el cuerpo. Interviene en funciones como el movimiento, la percepción y el aprendizaje. Si bien se sabe que la dopamina está asociada con emociones positivas, los científicos también están explorando su papel en las experiencias negativas.

Ahora, el 1 de diciembre se publicó un nuevo estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest. Avance de la ciencia Muestra que la liberación de dopamina en el cerebro humano juega un papel crucial en la codificación de errores de predicción de recompensas y castigos.

Esto significa que la dopamina interviene en el proceso de aprendizaje a partir de experiencias positivas y negativas, permitiendo al cerebro modificar y adaptar su comportamiento en función de los resultados de dichas experiencias.

“Anteriormente, las investigaciones han demostrado que la dopamina juega un papel importante en cómo los animales aprenden de las experiencias de ‘recompensa’ (y tal vez de ‘castigo’)”, dijo Kenneth T. Kishida, Ph.D., profesor asociado de fisiología, farmacología y neurocirugía. en la Facultad de Medicina de la Universidad Wake, Forrest: “Pero se ha realizado poco trabajo para evaluar directamente lo que hace la dopamina en escalas de tiempo rápidas en el cerebro humano”.

“Este es el primer estudio en humanos que examina cómo la dopamina codifica recompensas y castigos y si la dopamina refleja una señal de aprendizaje ‘óptima’ utilizada en la investigación de inteligencia artificial más avanzada de la actualidad”.

Para el estudio, los investigadores del equipo de Kishida utilizaron voltamperometría cíclica de escaneo rápido, una técnica electroquímica, combinada con aprendizaje automático, para detectar y medir los niveles de dopamina en tiempo real (es decir, 10 mediciones por segundo). Sin embargo, esta técnica es un desafío y solo se puede realizar durante procedimientos quirúrgicos como la cirugía cerebral para estimulación cerebral profunda (DBS).

La estimulación cerebral profunda se usa comúnmente para tratar afecciones como la enfermedad de Parkinson, los temblores, el trastorno obsesivo compulsivo y la epilepsia.

El equipo de Kishida colaboró ​​con los neurocirujanos bautistas de Wake Forest de Atrium Health, Steven B. Tatter y Adrian W. Laxton, ambos miembros de la facultad del Departamento de Neurocirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wake Forest, para insertar un microelectrodo de fibra de carbono. En lo profundo del cerebro de tres participantes del Atrium Health Wake Forest Baptist Medical Center que estaban programados para recibir DBS para tratar el temblor esencial.

Mientras los participantes estaban despiertos en el quirófano, jugaron un sencillo juego de computadora. Mientras jugaban, se tomaron mediciones de dopamina en el cuerpo estriado, una parte del cerebro importante para la cognición, la toma de decisiones y los movimientos coordinados.

Durante el juego, las elecciones de los participantes eran recompensadas o castigadas con ganancias o pérdidas de dinero real. El juego se dividió en tres etapas en las que los participantes aprendieron a partir de comentarios positivos o negativos a tomar decisiones que maximizaran las recompensas y minimizaran los castigos. Los niveles de dopamina se midieron continuamente, una vez cada 100 ms, durante cada una de las tres fases del juego.

“Descubrimos que la dopamina no sólo desempeña un papel en la señalización de experiencias positivas y negativas en el cerebro, sino que parece hacerlo de una manera óptima cuando se intenta aprender de esos resultados. Lo que también fue interesante es que parece que Puede haber vías independientes en el cerebro que operan por separado en el funcionamiento del sistema de dopamina para las pruebas de recompensa versus las de castigo.

“Nuestros resultados revelan un hallazgo sorprendente de que estas dos vías pueden codificar experiencias gratificantes y castigadoras en intervalos de tiempo ligeramente variables separados por sólo 200 a 400 milisegundos”, dijo Kishida.

Kishida cree que este nivel de comprensión puede conducir a una mejor comprensión de cómo se ve afectado el sistema de dopamina en humanos con trastornos psiquiátricos y neurológicos. Kishida dijo que se necesita más investigación para comprender cómo se altera la señalización de la dopamina en los trastornos psiquiátricos y neurológicos.

“Tradicionalmente, a la dopamina se la suele denominar el ‘neurotransmisor del placer'”, dijo Kishida.

“Sin embargo, nuestro trabajo proporciona evidencia de que esta no es la forma de pensar sobre la dopamina. En cambio, la dopamina es una parte importante de un sistema en evolución que informa a nuestro cerebro y dirige nuestro comportamiento”.

“Que la dopamina también esté involucrada en enseñar a nuestro cerebro sobre las experiencias de castigo es un hallazgo importante y puede proporcionar nuevas direcciones en la investigación para ayudarnos a comprender mejor los mecanismos subyacentes a la depresión, la adicción y los trastornos psiquiátricos y neurológicos relacionados”.

Sobre esta dopamina y conozca novedades de investigación.

autor: Kenneth T. Kishida
fuente: Centro Médico Bautista Wake Forest
comunicación: Kenneth T. Kishida – Centro Médico Bautista Wake Forest
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

Búsqueda original: Acceso abierto.
“Las fluctuaciones de subsegundos en la dopamina extracelular codifican errores de predicción de recompensa y castigo en humanos“Por Paul Sands et al. Avance de la ciencia

un resumen

Las fluctuaciones de subsegundos en la dopamina extracelular codifican errores de predicción de recompensa y castigo en humanos

En el cerebro de los mamíferos, se plantea la hipótesis de que la actividad de las neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo codifica errores de predicción de recompensa que mejoran el aprendizaje y guían el comportamiento al inducir cambios rápidos en los niveles de dopamina en las regiones cerebrales objetivo.

Esta hipótesis (y las alternativas sobre el papel de la dopamina en el aprendizaje del castigo) tienen evidencia directa limitada en humanos. Informamos mediciones intracraneales de segundo segundo de la liberación de dopamina en el cuerpo estriado humano, mientras que los voluntarios (es decir, pacientes sometidos a una cirugía de estimulación cerebral profunda) realizaron una tarea probabilística de elección de aprendizaje de recompensa-castigo diseñada para probar si la liberación de dopamina solo codifica errores de predicción de recompensa o si La liberación de dopamina también puede codificar señales de aprendizaje de castigo adaptativo.

Los resultados muestran que los niveles de dopamina extracelular pueden codificar errores de predicción de recompensas y castigos en distintos períodos de tiempo a través de vías independientes y específicas de valores en el cerebro humano.