La vía de los ganglios basales es clave para el aprendizaje – Nueva investigación de Carnegie Mellon University

Los ganglios basales se encuentran situados en la porción más interna de nuestro cerebro, rodeado del tálamo, subtálamo, epitálamo e hipotálamo. Se encuentran formados por el putamen, el núcleo caudado y el globo pálido. Funcionan gracias a las interconexiones entre los núcleos y con el sistema límbico, la corteza frontal y parietal, el hipotálamo, el cerebelo y los circuitos oculomotores.

Dentro de las funciones en las que intervienen se encuentran el procesamiento de las emociones junto al sistema límbico, el aprendizaje motor, la integración y automatización de los movimientos, coordinación ocular, regulación del tono muscular, la orientación del cuerpo en el espacio y ahora, gracias a esta investigación, la selección de comportamientos.

En un artículo publicado en Neuron,  Aryn Gittis y sus colegas presentan nueva información sobre una vía neuronal en los ganglios basales, una parte del cerebro importante para el aprendizaje de habilidades, la formación de hábitos y el control motor. El documento contradice el modelo que ha guiado la comprensión de los investigadores sobre el aprendizaje motor durante 30 años.

Gittis dijo que hay dos teorías comunes sobre lo que sucede en los ganglios basales.

“Una escuela de pensamiento es que los ganglios basales son para el control motor: cómo se detiene y avanza, los pedales del acelerador y del freno del cerebro”, explicó. “Otros piensan que está involucrado en el aprendizaje y la formación del movimiento. Si un comportamiento conduce a una recompensa, lo hacemos más. Si evita una recompensa, dejamos de hacerlo”.

En trabajos anteriores, los investigadores demostraron que la activación de una vía específica en los ganglios basales parecía detener el movimiento en los animales, lo que respalda la primera teoría. Para entender por qué, Gittis y su equipo observaron de cerca lo que sucede cuando se activan células específicas en esa vía, llamada “vía indirecta”.

“Demostramos que cuando activas esas neuronas, en realidad estás activando varias vías simultáneamente”, dijo Gittis.

Gittis y su equipo descubrieron que esta activación simultánea de múltiples vías había provocado que investigadores anteriores sacaran conclusiones erróneas sobre la función de la vía indirecta. Las neuronas estimulantes al comienzo de la vía indirecta, las neuronas D2, activan otros dos grupos de células, el globo pálido (el siguiente grupo de células en la vía indirecta) y las neuronas D1 que forman parte de una vía neural diferente. Resultó que los efectos motores producidos por la estimulación D2 que se habían atribuido a la vía indirecta en realidad se debían a la coactivación espuria de las neuronas D1 que controlan la función motora.

Cuando las condiciones experimentales se controlaron para activar solo la vía indirecta, Gittis y sus colegas descubrieron que esta vía impulsa el aprendizaje.

“En lugar de impulsar el control motor o afectar directamente el control motor, está dando forma a la selección de comportamiento”, dijo Gittis.

Imagen: Carnegie Mellon University

Dado que la vía afecta el aprendizaje y el comportamiento, podría servir como objetivo para tratamientos de comportamiento compulsivo en el futuro. Cuando se activa la vía indirecta, hace que un comportamiento que iba a suceder sea significativamente menos probable que suceda a corto plazo. Si la misma vía se activa en una persona con un comportamiento compulsivo, podría hacer que sea menos probable que realice el comportamiento compulsivo específico sin bloquear todas las funciones motoras.

Gittis dijo que este descubrimiento podría abrir puertas a investigaciones adicionales y está orgullosa de que su equipo haya podido cuestionar teorías de larga data. “Es necesario cuestionar las suposiciones e ir directamente a los datos que llevaron a esa suposición. A menudo, hay lagunas que en realidad contienen la clave del descubrimiento”, dijo.

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Fuente: Canegie Mellon University
Autora Original: Caroline Sheedy
Traducción y Adaptación: Pablo Román Lüscher