Científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) y la Universidad de California en Berkeley identificaron dos zonas vecinas de la corteza orbitofrontal cuya actividad permitió anticipar, en una tarea experimental, si una persona elegiría asumir o evitar un riesgo cerca de medio segundo antes de actuar. El hallazgo aporta datos sobre los circuitos que intervienen en la toma de decisiones y amplía el conocimiento sobre la corteza cerebral.
La investigación, publicada el 15 de septiembre en Nature Neuroscience, analizó registros intracraneales de seis participantes que ya tenían electrodos implantados por motivos clínicos, en el marco de evaluaciones o tratamientos por epilepsia y afecciones psiquiátricas.
Esta técnica permitió medir la actividad eléctrica cerebral en milisegundos. El estudio original examinó así cómo se resolvían decisiones que combinaban una posible recompensa con una amenaza.
Uno de los focos fue la corteza orbitofrontal, una región ubicada en la parte inferior del lóbulo frontal que participa en la valoración de recompensas, costos y resultados esperados. Su análisis mediante resonancia magnética funcional suele presentar dificultades porque los senos paranasales cercanos pueden afectar la calidad de las imágenes.
Edward Chang, presidente Joan and Sanford I. Weill del Departamento de Cirugía Neurológica de UCSF y coautor principal, explicó que ya existían indicios sobre la participación de esta región en el equilibrio entre riesgo y recompensa. Sin embargo, hasta ahora no había sido posible observar ese proceso en el cerebro humano con esta precisión mientras ocurría.
Un videojuego con bombas y cofres para medir decisiones
La neurocirujana Clara Starkweather, residente jefe de neurocirugía de UCSF y autora del trabajo, buscó que los participantes enfrentaran elecciones que les resultaran atractivas y exigentes. Su observación sobre las limitaciones de algunas tareas de laboratorio la llevó a diseñar una prueba con una dinámica similar a los videojuegos que los pacientes utilizaban durante sus internaciones.
El experimento consistió en un laberinto virtual de pasillos con bombas y cofres luminosos. Cada corredor presentaba una combinación diferente de peligro y recompensa: las bombas podían explotar, mientras que los cofres podían contener rubíes.
Cada pasillo planteaba una sola decisión: avanzar hacia una recompensa posible o evitar una amenaza. Los participantes tenían seis segundos para elegir qué harían en cada situación.
Algunas elecciones eran simples. Un corredor con varios cofres y sin bombas ofrecía una recompensa sin un riesgo visible. Otras combinaban cantidades más equilibradas de rubíes y explosivos, por lo que obligaban a sopesar el posible beneficio frente a la posibilidad de una pérdida.
Los investigadores registraron la actividad de los electrodos situados en la corteza orbitofrontal mientras los seis participantes tomaban esas decisiones.
Dos señales opuestas aparecieron antes de la elección
La actividad de una zona medial de la corteza orbitofrontal, cercana al centro de la ceja, aumentó antes de que los participantes eligieran aproximarse a un corredor con bombas. Otra región, localizada unos dos centímetros más hacia el costado, mostró el patrón inverso: su actividad creció antes de que evitaran ese mismo tipo de amenaza.
Las señales mantuvieron una relación inversa en escalas de milisegundos. Cuando la actividad de una de esas regiones aumentaba, la de la otra tendía a disminuir. A partir de ese patrón, el equipo pudo anticipar la conducta que adoptaría cada participante antes de que realizara un movimiento dentro del juego.
Starkweather desarrolló un modelo computacional para interpretar la interacción entre ambas zonas. El modelo propuso una dinámica comparable con una pulseada: una señal ganaba intensidad mientras la otra perdía fuerza, hasta que una predominaba y coincidía con la elección final.
En los dilemas sencillos, la señal vinculada con la decisión de avanzar o evitar el corredor se estabilizaba rápido. Las situaciones más ambiguas mostraban oscilaciones sucesivas entre ambas respuestas antes de que el cerebro definiera una conducta.
Robert Knight, profesor de Psicología y Neurociencia de la Universidad de California en Berkeley y coautor principal, sostuvo que el patrón observado difiere de varios modelos tradicionales sobre toma de decisiones. Estas teorías plantean que el cerebro acumula información de forma progresiva hasta alcanzar un umbral. En este caso, las dos señales alternaban antes de que una se impusiera.
El estudio no prueba tratamientos para trastornos psiquiátricos
La conducta de aproximación o evitación interviene en numerosos procesos psicológicos y psiquiátricos. Una tendencia intensa a alejarse de determinadas situaciones puede aparecer en cuadros como la ansiedad, la depresión o el trastorno obsesivo compulsivo (TOC), mientras que la toma de riesgos perjudiciales puede vincularse con adicciones y trastornos del juego.
Sin embargo, el estudio no demuestra que estas dos zonas cerebrales causen por sí solas esos trastornos. Tampoco permite trasladar de manera directa los resultados de una tarea experimental a las decisiones que las personas toman en su vida cotidiana.
Los autores plantean que identificar circuitos con mayor precisión podría contribuir a futuras investigaciones sobre estimulación cerebral. Actualmente, algunas estrategias experimentales para casos psiquiátricos graves y resistentes a otros tratamientos incluyen la corteza orbitofrontal entre sus posibles objetivos, aunque se trata de una región extensa y los resultados no son uniformes.
En UCSF, Andrew Moses Lee y Andrew Krystal dirigen un ensayo que evalúa si el mapeo cerebral invasivo puede ayudar a encontrar objetivos personalizados de estimulación cerebral profunda para personas con TOC resistente a tratamientos. El estudio clínico continúa en etapa de investigación y busca analizar su seguridad, viabilidad y eficacia inicial.
Ese ensayo no prueba todavía que el circuito identificado en el nuevo trabajo pueda corregirse mediante estimulación, ni que ese abordaje funcione de forma generalizada. Sus resultados deberán evaluarse en estudios más amplios antes de establecer conclusiones terapéuticas.
Starkweather señaló que la psiquiatría depende en gran medida de los síntomas que las personas describen sobre su estado emocional. El objetivo a largo plazo, según planteó, es sumar señales biológicas medibles que permitan entender cómo cada cerebro evalúa el riesgo y orientar investigaciones hacia circuitos específicos.
