Neuroinvestigadores saben lo que hará una persona antes que ella misma

¿Pedir la cena al chino de confianza o probar ese nuevo restaurante griego? ¿Invertir en Letras del Tesoro o comprar acciones de esa startup que está en boca de todos? ¿Proponer esa nueva idea a tu jefe o callarse hasta madurarla un poco más? Cada día, el cerebro hace el mismo cálculo, de una u otra manera: ¿arriesgarse o ir a lo seguro? ¿Dónde y cómo lo hace?

Pues bien, científicos de las universidades californianas de San Francisco y Berkeley han descubierto el punto exacto del cerebro donde se toman las decisiones como estas y pueden prever cada resultado incluso medio segundo antes de que la persona actúe.

Su estudio, publicado en Nature Neuroscience el pasado 15 de septiembre, registró la actividad cerebral directamente desde la corteza orbitofrontal, una región situada justo detrás de los ojos. Al trabajar con pacientes que ya tenían electrodos implantados allí para la evaluación quirúrgica de la epilepsia, el equipo descubrió dos zonas cerebrales contiguas que envían señales en direcciones opuestas: una impulsa hacia la acción y la otra hacia la inacción. 

“Desde hace tiempo sospechábamos que era en esta región donde el cerebro sopesaba la recompensa frente al riesgo, pero hasta ahora nunca habíamos podido medirlo mientras ocurría en el cerebro humano en tiempo real”, dijo el doctor Edward Chang, titular de la cátedra Joan y Sanford I. Weill del Departamento de Cirugía Neurológica de la Universidad de San Francisco y coautor principal del estudio.

Este descubrimiento podría transformar la forma en que los médicos tratan las afecciones psiquiátricas caracterizadas por un desequilibrio entre la asunción de riesgos y la cautela, desde la depresión y el TOC hasta la adicción y los trastornos del juego. Los pacientes con TOC, que da lugar a pensamientos intrusivos y comportamientos repetitivos, y aquellos con depresión muestran una evitación excesiva. Este patrón podría reflejar un desequilibrio en este circuito neuronal que se manifiesta en la toma de decisiones cotidianas.

Un videojuego que lee el cerebro 

Estudios previos sobre cómo el cerebro sopesa las ventajas y desventajas de una decisión se han basado principalmente en imágenes de resonancia magnética funcional (RMf), pero los senos paranasales cercanos distorsionan las imágenes de la corteza orbitofrontal.

La doctora Clara Starkweather, residente jefe de neurocirugía en la Universidad de San Francisco y primera firmante del estudio, observó que los participantes en estos estudios a menudo parecían aburridos en lugar de motivados para asumir un riesgo o recibir una recompensa.

“Se quedaban dormidos y yo pensaba que era imposible que les importara lo que estaban haciendo”, recuerda Starkweather. “Pero luego veía a pacientes sentados en sus camas jugando a Candy Crush, totalmente absortos en el juego”. ¿Qué los diferenciaba?

Esa motivación intrínseca era lo que ella quería que la gente sintiera al estudiar cómo sus cerebros tomaban decisiones. Así que Starkweather diseñó su propio videojuego inmersivo, donde los participantes recorren un laberinto de pasillos llenos de bombas para intentar alcanzar cofres del tesoro brillantes. Cada posible pasillo contiene una cantidad diferente de bombas que podrían explotar y posibles rubíes dentro del cofre. La decisión es recorrer o no cada pasillo.

Pesos y contrapesos neuronales 

En lugar de utilizar resonancia magnética funcional (fMRI) para estudiar la actividad cerebral de las personas durante el nuevo juego, Starkweather trabajó con pacientes a quienes se les habían implantado electrodos para tratar la epilepsia o afecciones psiquiátricas y que se ofrecieron como voluntarios para participar en su estudio. Los electrodos monitorizaron la actividad cerebral en la escala de milisegundos en la que se toman las decisiones.

Mientras seis pacientes participaban en el juego, Starkweather registró la actividad neuronal mediante electrodos colocados en sus cortezas orbitofrontales. Descubrió que una región cercana al centro de la ceja, denominada surco orbital medial, aumentaba su actividad justo antes de que los pacientes asumieran un riesgo, como recorrer un pasillo lleno de bombas. Una zona situada a unos dos centímetros del centro, hacia el lateral de la ceja, presentaba el efecto contrario: su actividad se disparaba antes de que los pacientes evitaran un riesgo, como saltarse el pasillo. Ambas señales se movían en oposición exacta, con una precisión de milisegundos.

Para comprender cómo estas dos señales podrían generar una única decisión, Starkweather creó un modelo informático de sus interacciones. Su modelo proponía que el circuito se comportaba como un tira y afloja: la señal de un lado aumentaba rápidamente mientras la del otro disminuía, y viceversa, hasta que finalmente uno de los lados se imponía. 

En decisiones sencillas, como un pasillo repleto de tesoros y sin bombas, la señal de "adelante" prevalecía casi al instante. En decisiones más difíciles, con una proporción más equilibrada entre riesgo y recompensa, las dos señales oscilaban varias veces antes de llegar a una respuesta final. Utilizando únicamente el patrón de actividad cerebral, los investigadores podían predecir la decisión del paciente antes de que este se moviera.

“La mayoría de los modelos de toma de decisiones asumen que el cerebro acumula gradualmente evidencia hasta que cruza un umbral, como un dial que gira lentamente”, dijo Robert Knight, MD, profesor de Psicología y Neurociencia en la UC Berkeley y coautor principal del estudio. Knight trabajó con Starkweather en el modelado computacional durante el año de su residencia, que dedicó a la investigación en su laboratorio. “En cambio, lo que observamos fue más bien como un interruptor que se activaba y desactivaba, oscilando entre dos extremos hasta que uno se estabilizaba”.

Hacia un tratamiento psiquiátrico más preciso

La propensión a asumir riesgos o a evitarlos por completo es fundamental en varios trastornos psiquiátricos. Las personas con depresión, ansiedad y TOC tienden a evitarlos; quienes padecen adicciones o ludopatía tienden a asumir riesgos perjudiciales para su salud.

La estimulación cerebral para estos trastornos ya se dirige a la corteza orbitofrontal, pero esta región es extensa y los efectos del tratamiento son inconsistentes. Conocer con precisión qué áreas más pequeñas influyen en cada comportamiento podría hacer que dicha estimulación sea mucho más específica y eficaz.

“Actualmente, la psiquiatría se basa principalmente en preguntar a las personas cómo se sienten”, dijo Starkweather. “Quiero aportar algo más objetivo: una señal real y medible de cómo el cerebro de una persona evalúa el riesgo, para que el tratamiento pueda dirigirse al circuito específico que está fallando, además de una puntuación del estado de ánimo”.

Por otra parte, una consecuencia evidente de la nueva investigación es que, con una anticipación de medio segundo, algo escasa, es verdad, el pensamiento de las personas investigadas fue transparente para los investigadores, lo que abre un mundo de posibilidades inquietantes. 

Aquí puedes leer el estudio completo.

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Imagen de la entradilla de elaboración propia con IA de Magnific. Resto de imágenes procedentes del estudio original.